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Cell Metab热点研究 | 在抗衰老热潮中,硫巯基化修饰为何脱颖而出?

发布时间:2025-02-07

引言

老化就是个复杂化且多特点的动物学方式,它这不仅标志图案着日期的蹉跎,更伴随之动物质多人体生理性效果的渐次退化包括各种各样病毒危险的正相关提升。从神经受损细胞层级的基础代谢率减轻、DNA破损加权平均,到人体装置装置的效果功能紊乱,老化的反应贯串健康的哪几个一阶段。近三近些年,随之原子动物学和氨基酸质组学的快速快速发展,半胱氨酸掩盖氨基酸组学渐次踏进了探析者的视觉空间。硫基化掩盖用作但其中的其中一种重要的的氨基酸质后掩盖,渐次感受到探析者的了解。它在神经受损细胞无线信号减压反射、基础代谢率控制包括抗防氧化减伤等重要人体生理性方式中扮作着不可以或缺的较色。

2025年1月21日德国莱布尼茨研究所Milos R Filipovic的教授团队在Cell Metab异物(IF:27.7)上发表了题为“Ergothioneine improves healthspan of aged animals by enhancing cGPDH activity through CSE-dependent persulfidation”的研究文章,该研究发现利用硫巯基化遮盖组学发现食用硫醇类物质麦角硫因(ET)可以通过CSE催化的H2S产生和蛋白质过硫化作用发挥作用,从而显著增强线虫和老鼠的寿命。ET处理不仅增加了线虫和老鼠的NAD+水平,导致线粒体呼吸、ATP产生和细胞生长增强,从而改善了老龄老鼠的肌肉质量、血管化、肌肉细胞干细胞和跑步机耐力。这些发现阐明了ET的多方面作用,并为治疗与年龄相关的肌肉减少和代谢紊乱提供了见解。

图1 状态图

(图源:Petrovic, et al., Cell Metab, 2025)

探究ET对萎缩植物的健康生命的影晌

首先,研究人员在秀丽隐杆线虫模型中测试了ET对寿命和健康寿命的影响。他们观察到ET处理显著延长了线虫的寿命,并提高了其运动能力,增强了抗应激能力,并降低了与年龄相关的生物标志物的水平。为了阐明ET的作用机制,研究人员对线虫的硫巯基化绘制血清质组和转录组进行了分析。他们发现,ET处理导致超过300种蛋白质的蛋白质硫巯基化(PSSH)水平显著增加,但这些变化并没有导致基因表达的变化,提示ET的作用可能是通过翻译后修饰来实现的。

图2 ET可提高艳丽隐杆线虫的保修期和绿色管理状况

(图源:Petrovic, et al., Cell Metab, 2025)

表明ET用的大分子考核机制

研究人员通过组学分析观察到,ET处理导致线虫体内多种蛋白质的硫巯基化水平显著升高。这些发生硫巯基化的蛋白质主要定位在细胞质囊泡和线粒体ATP合酶复合物中,并且与抗氧化活性以及铜、NAD+和FAD的结合活性相关。进一步的热淀粉酶质组学分析(TPP)识别CSE作为ET结合靶点的可能性,并进行体外实验验证 ET 与CSE的相互作用。使用分子对接软件预测ET与CSE的结合位点,并分析其相互作用模式。ET处理导致线虫和MEF(小鼠胚胎成纤维)细胞中H2S水平的升高,证实了ET作为CSE的替代底物。研究还揭示了ET的反应机制,CSE将ET去硫基化,生成Hercynine,然后进一步转化为过硫化物,并最终产生H2S。CSE在线虫和MEF细胞中的存在是ET产生H2S的关键。

图3 ET是CSE呈现H2S的底物

(图源:Petrovic, et al., Cell Metab, 2025)

得知ET影响的信任性

探索人员管理顺利通过一系实验性可确认了ET的的功能。要,在CSE敲除的线虫中,选用Kaplan-Meier长期生存介绍和Mantel-Cox长秩定期检查探讨评估ET对线虫平均用到年限的损害,发觉ET正确进行工作没增长平均用到年限或改进键康平均用到年限,这可确认了ET的的功能依附于于CSE。内似地,MPST(3-巯基异丙醇酸硫转出酶)敲除的线虫也没能从ET中拿到键康平均用到年限的益处,这表示MPST把你想表达出来也是ET的功能所必需品。不禁,在CSE敲除的MEF上皮上皮神经内部系中,选用MTT法和线粒体气息的功能介绍认定ET正确进行工作没改进抗硫化吸附性或上皮上皮神经内部系存在,这进步可确认了ET的的功能依附于于CSE。上皮上皮神经内部系精力和代谢转化率介绍显视,ET正确进行工作使得MEF上皮上皮神经内部系和HUVEC(人脐静脉血管内皮)上皮上皮神经内部系的线粒体气息提升、ATP存在增强和上皮上皮神经内部系存在促进。同时,许多反应在CSE敲除上皮上皮神经内部系中不见,这可确认了ET的的功能依附于于H2S数据减弱和上皮上皮神经内部系代谢转化率。许多发觉不禁呈现了ET的功能的分子式规则,另一方面突出了CSE在ET介导的微生物反应中的重要的功能。

图4 ET治疗方法对质保期和键康的益处决定于于CSE

(图源:Petrovic, et al., Cell Metab, 2025)

来探寻ET对NAD+横向的反应

学习工人在实验设计ET对NAD+技术的危害地方察觉到,ET进行处置同质性增高了线虫、MEF細胞和脂肪团队中的NAD+技术。哪一察觉到提醒ET也许在调准細胞力量分解基础代谢和显老历程中更好地发挥重点使用。顺利完成硫巯基化探讨,学习工人进那步察觉到ET进行处置促使cGPDH的硫巯基化技术同质性增高。cGPDH是NAD+转换成有效途径中的关键性点酶,它在将提子糖-6-磷酸转变成为6-磷酸提子糖酸的历程中行成NADPH,因而危害NAD+/NADH的动态平衡。cGPDH敲除的线虫没有从ET中拥有NAD+技术的益处,这证明cGPDH是ET使用的关键性点酶。然而,学习工人还察觉到ET进行处置促使脂肪团队中cGPDH特异性酶类同质性增高,并得知了cGPDH硫巯基化是促使特异性酶类增高的根本原因。哪一察觉到蕴含了ET顺利完成调准cGPDH的硫巯基化状况来危害其特异性酶类的管理机制,以此也许危害NAD+的转换成和細胞分解基础代谢。

图5 ET经由诱发3-磷酸甘油脱氢酶的硫巯基化来增多NAD关卡并有效改善脂肪健康生活

(图源:Petrovic, et al., Cell Metab, 2025)

个人心得体会

上述讲到所说,本探析发觉ET实现CSE-H2S-cGPDH-SSH-NAD+数据信号通路给出NAD+关卡,最终得以缓解健身背部肌肉质理、血栓化、健身背部肌肉神经组织干神经组织量和耐力,增加稳定平均耐用度。这发觉为明白ET在皮肤老化的过程中的效果给出了新的视觉,并且还为发掘对皮肤老化相应的疾患的新的中药治疗方法给出了未知的应该性。ET的效果逻辑和未知的中药治疗APP为的前景的探析给出了丰厚的探究个人空间。实现进步骤的探析,咱们应该会发觉ET在缓解人们稳定和增加稳定平均耐用度地方的更大未知益处。

拜谱工作小结

拜谱生物作为一家国内领先的多组学服务公司,可提供成熟完善的蛋白质组学、修饰蛋白质组学、代谢组学、转录组学等多组学产品技术服务体系。拜谱生物在氧化还原修饰蛋白质组学领域深耕多年,暨第二家投入市场、国内外独一成熟完善商用化的棕榈酰化突显球蛋白组学后,成功推出了亚硝基化、谷胱甘肽化、硫巯基化、次磺硝化作用、total硫化备份、存在巯基等绘制货品,构建了设备最热面、技木模式最完善的半胱氨酸防氧化恢复系列设备呈现组学设备,积累了丰富的项目经验,实现了在不同物种、不同模型、不同组织中的高效检出,并助力发表了一系列高水平文章,包括Nature、Molecular Cancer等。此外,拜谱生物新开发的Cys-Tag标记方法,现已实现半胱氨酸氧化还原修饰的全局检测,一次检测可对多种修饰同时表征。欢迎咨询!

对比毕业论文:

Petrovic D, Slade L, Paikopoulos Y, D'Andrea D, Savic N, Stancic A, Miljkovic JL, Vignane T, Drekolia MK, Mladenovic D, Sutulovic N, Refeyton A, Kolakovic M, Jovanovic VM, Zivanovic J, Miler M, Vellecco V, Brancaleone V, Bucci M, Casey AM, Yu C, Kasarla SS, Smith KW, Kalfe-Yildiz A, Stenzel M, Miranda-Vizuete A, Hergenröder R, Phapale P, Stanojlovic O, Ivanovic-Burmazovic I, Vlaski-Lafarge M, Bibli SI, Murphy MP, Otasevic V, Filipovic MR. Ergothioneine improves healthspan of aged animals by enhancing cGPDH activity through CSE-dependent persulfidation. Cell Metab. 2025 Jan 15:S1550-4131(24)00490-X. doi: 10.1016/j.cmet.2024.12.008
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