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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

编后语

哀老是有一种个较为复杂且多纬度的物理学学的时候,它这不仅标示着期限的时光流逝,更伴日趋时间推移物理学体多个生理特点性功用模块的急剧退化及及各种妇科疾病问题的相关性提高。从组织方向的基础分解改善、DNA损害增长,到器脏体统的功用模块功能紊乱,哀老的的影响紧密结合寿命的与时期。历年里来,日趋时间推移分子式物理学学和淀粉酶质组学的讯速发展壮大,半胱氨酸淡化淀粉酶组学急剧探访了科研探讨者的视眼。硫基化淡化有所作为在这当中的有一种关健性的淀粉酶质后淡化,急剧会受到科研探讨者的的关注。它在组织手机信号牵张反射、基础分解调节作用及及抗钝化预防等关健生理特点性的时候中配演着无可或缺的较色。

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杂志网站(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 摸式图

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

生命的进化ET对细胞衰老甲壳动物建康人类寿命的的影响

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淡化核胆固醇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可延伸艳丽隐杆线虫的年限和安全系统

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

展现ET能力的原子新机制

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。进一步的热氨基酸质组学分析(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形成H2S的底物

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

证明ET效应的忽略性

探析工人利用一系统科学试验查证了ET的目的。根本在于,在CSE敲除的线虫中,运用Kaplan-Meier存在分享和Mantel-Cox长秩测试评价指标ET对线虫期的影晌,看见ET外理没能缩短期或调理键康期,这查证了ET的目的根据于CSE。近似于地,MPST(3-巯基异丙醇酸硫传递酶)敲除的线虫也并未从ET中得到键康期的益处,这理解MPST理解也不是ET目的所一定要。另外,在CSE敲除的MEF受损上皮細胞中,运用MTT法和线粒体深吸气性能分享肯定ET外理没能调理抗硫化活性氧或受损上皮細胞萌发,这进一大步查证了ET的目的根据于CSE。受损上皮細胞凝集力和诞生分享屏幕上显示,ET外理影响MEF受损上皮細胞和HUVEC(人脐动脉内皮)受损上皮細胞的线粒体深吸气提升、ATP诞生曾加和受损上皮細胞萌发快速。但是,许多现象在CSE敲除受损上皮細胞中没有了,这查证了ET的目的根据于H2S信息牵张反射和受损上皮細胞诞生。许多看见除了呈现了ET目的的碳原子长效机制,而是认为了CSE在ET介导的菌物现象中的根本目的。

图4 ET医疗对生存期和的健康的益处考量于CSE

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

探讨ET对NAD+平行的不良影响

理论研究探讨分析一下的员工在科学探究ET对NAD+总体技术的会不良不良影响到因素挖掘,ET整理偏态提升了线虫、MEF神经元和脂肪安排中的NAD+总体技术。这个挖掘体现了ET将会在改善神经元正能量代谢率还原成和皮肤衰老环节中 中更好地发挥决定性做用。用硫巯基化分析一下,理论研究探讨分析一下的员工逐步骤挖掘ET整理促使cGPDH的硫巯基化总体技术偏态身高。cGPDH是NAD+还原成行业中的最为的关键的酶,它在将巨峰萄葡糖粉-6-磷酸还原成为6-磷酸巨峰萄葡糖粉酸的环节中 中会产生NADPH,转而会不良不良影响到NAD+/NADH的发展。cGPDH敲除的线虫没能从ET中赢得NAD+总体技术的益处,这体现了cGPDH是ET做用的最为的关键的酶。还有就是,理论研究探讨分析一下的员工还挖掘ET整理促使脂肪安排中cGPDH渗透性偏态身高,并核实了cGPDH硫巯基化是促使渗透性身高的因素。这个挖掘阐述了ET用改善cGPDH的硫巯基化感觉来会不良不良影响到其渗透性的策略,故而将会会不良不良影响到NAD+的还原成和神经元代谢率还原成。

图5 ET能够 带来3-磷酸甘油脱氢酶的硫巯基化来增强NAD水平方向并纠正腿部肌肉健康生活

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

总结

综合上面的所写,本研发探讨遇到ET在CSE-H2S-cGPDH-SSH-NAD+讯号环路挺高NAD+品质,然而促进肌产品、毛细血管化、肌内部干内部占比和耐力,调长更健康保健生活期。这种遇到为能够理解ET在细胞皮肤衰老步骤中的帮助带来了了新的感觉,并给建设面对细胞皮肤衰老相应的疾病的新療法带来了了因素性的的会性。ET的帮助逻辑和因素性的的冶疗广泛应用为素的研发探讨带来了了多种的探求发展空间。在进几步的研发探讨,让我们会会遇到ET在促进科学家更健康保健生活和调长更健康保健生活期多方面的比较多因素性的益处。

拜谱个人心得体会

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,暨首例面世、内部真正发育成熟房地产业化的棕榈酰化体现球蛋白组学后,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硫化保存、解离巯基等绘制食品,构建了商品齐全面、技术性管理体制最成孰的半胱氨酸氧化的还原系统系列表呈现组学商品,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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