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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

摘要

萎缩是一个个复杂化且多要点点的生态学体学的操作过程 ,它不光标识着日期的飞逝,更伴随生态学体体各种顺利软件的随衰竭包括各样传染性疾病概率的取得飙升。从神经元方向的代谢转化转化降低、DNA拉伤增长,到内脏器官软件的软件功能紊乱,萎缩的影晌惯穿活力的其他时候。近来来,随大分子生态学体学和血清质组学的火速成长,半胱氨酸突显血清组学随走入到了调查者的生理方面盲点。硫基化突显成为其中的的属于极为重要的血清质后突显,随获得调查者的留意。它在神经元数据信息减弱、代谢转化转化监测包括防老化的的功击等要点顺利的操作过程 中里演着切至关重要的人物。

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杂志期刊(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修饰语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 摸式图

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

研究ET对衰退家禽身心健康期限的后果

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掩盖核膳食纤维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可延缓艳丽隐杆线虫的生命和健康生活实力

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

阐发ET目的的团伙缘由

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。进一步的热核蛋白组学分析(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引发H2S的底物

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

表明ET目的的依赖症性

科学研究人员管理能够 一题材科学实验否认了ET的的功效。前提是,在CSE敲除的线虫中,用Kaplan-Meier生活工作讲解和Mantel-Cox长秩考验估评ET对线虫质保期的做用,察觉ET治理 未延缓质保期或持续减少的安全质保期,这否认了ET的的功效忽略于CSE。接近地,MPST(3-巯基异丙醇酸硫转出酶)敲除的线虫也不能从ET中赚取的安全质保期的益处,这查证MPST展现不必ET的功效所必要。因此,在CSE敲除的MEF細胞中,用MTT法和线粒体吸呼特点讲解选定ET治理 未持续减少氧化帮助的活性酶类或細胞的生长期,这进一次否认了ET的的功效忽略于CSE。細胞生命力和消化吸收讲解信息显示,ET治理 产生MEF細胞和HUVEC(人脐静脉血管内皮)細胞的线粒体吸呼增进、ATP产生加剧和細胞的生长期提升。虽然,以下滞后相互用途在CSE敲除細胞中看不见,这否认了ET的的功效忽略于H2S数据信息除极和細胞消化吸收。以下察觉不光阐释了ET的功效的分子结构体制,然而反复强调了CSE在ET介导的海洋生物滞后相互用途中的要素的功效。

图4 ET治疗方法对寿命短和稳定的益处在于于CSE

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

探索ET对NAD+总体水平的直接影响

探讨相关职工管理在探索ET对NAD+质量的危害方位发掘,ET补救差异性提高自己了线虫、MEF上皮上皮上皮细胞和相关肌企业中的NAD+质量。此发掘建议ET能够在调准上皮上皮上皮细胞力量上皮细胞基础代谢和皮肤老化时候中挥发重要性的反应。按照硫巯基化剖析,探讨相关职工管理进一大步发掘ET补救使得cGPDH的硫巯基化质量差异性身高。cGPDH是NAD+转成途经中的要素酶,它在将夏黑匍萄糖粉-6-磷酸导出为6-磷酸夏黑匍萄糖粉酸的时候中会产生NADPH,借以危害NAD+/NADH的均衡。cGPDH敲除的线虫没有从ET中可以获得NAD+质量的益处,这意味着cGPDH是ET的反应的要素酶。除此之外,探讨相关职工管理还发掘ET补救使得相关肌企业中cGPDH活力差异性身高,并验证了cGPDH硫巯基化是使得活力身高的其原因。此发掘阐释了ET按照调准cGPDH的硫巯基化壮态来危害其活力的共识机制,最终得以能够危害NAD+的转成和上皮上皮上皮细胞上皮细胞基础代谢。

图5 ET实现出现3-磷酸甘油脱氢酶的硫巯基化来新增NAD平均水平并有效改善全身肌肉的健康

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

工作小结

由此可见说明,本调查探讨找到ET经过CSE-H2S-cGPDH-SSH-NAD+走势通道增强NAD+技术水平,最后促进重要性肌肉组织的品质、心血管化、重要性肌肉组织生殖体细胞干生殖体细胞数据和耐力,不断增加键康保健蓄电量。此找到为认为ET在皮肤皮肤松弛期间中的的功效展示了新的上帝视角,作为開發针对性皮肤皮肤松弛重要性病的新辽法展示了自身的很有概率。ET的的功效新机制和自身的缓解用为以后的调查探讨展示了非常丰富的摸索环境空间。经过加强组织领导骤的调查探讨,他们很有已经会找到ET在促进人们键康保健和不断增加键康保健蓄电量方便的一些自身益处。

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,暨首间推新、我国国内唯独早熟商业地产化的棕榈酰化表达蛋白质组学后,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阳极氧化重现、游走巯基等淡化新产品,构建了品牌最齐面、技艺指标体系最较为成熟的半胱氨酸被氧化回归系列表突显组学品牌,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!

参考使用文献资料:

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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