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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

序文

哀老不是个比较复杂且多这方面的生态学学历程,它不单标示着时间段的淡去,更伴发生变化生态学体多类身体功能性表的渐次低迷包括多种发病风险性的明显上涨。从肿瘤肿瘤细胞这方面的分泌缓减、DNA受伤加权平均值,到器管模式的功能性表紊乱,哀老的直接影响贯彻生命是什么的各类分阶段。近这几年来来,发生变化氧分子生态学学和血清酶质组学的快速开发,半胱氨酸淡化语血清酶组学渐次去到了分析方案者的视觉。硫基化淡化语对于在这当中的一种生活关键点的血清酶质后淡化语,渐次面临分析方案者的关心。它在肿瘤肿瘤细胞数字信号减弱、分泌监测包括抗钝化防止等关键点身体历程中伴演者着不得或缺的阵营。

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掩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 模试图

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

探求ET对衰老的原因动植物绿色健康生命的干扰

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体现蛋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可延迟景色宜人隐杆线虫的年限和安全健康境况

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

说明ET帮助的分子结构缘由

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带来H2S的底物

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

证明ET能力的信任性

学习成员经由一全系列实验设计否认了ET的功用。重要的在于,在CSE敲除的线虫中,运行Kaplan-Meier生活工作深入深入具体分析和Mantel-Cox长秩测试测评ET对线虫采用时间的决定,挖掘ET正确办理并是没有调长采用时间或有效优化建康采用时间,这否认了ET的功用忽略关系症于CSE。之类地,MPST(3-巯基异丙醇酸硫适当转移酶)敲除的线虫也是没有从ET中得到建康采用时间的益处,这察觉MPST表达出来不ET功用所必须。最后,在CSE敲除的MEF癌癌細胞中,运行MTT法和线粒体呼气基本功能深入深入具体分析确认ET正确办理并是没有有效优化抗阳极氧化特异性或癌癌細胞发展,这进那步否认了ET的功用忽略关系症于CSE。癌癌細胞潜能和上皮細胞膜代谢转化深入深入具体分析显现,ET正确办理造成 MEF癌癌細胞和HUVEC(人脐血管内皮)癌癌細胞的线粒体呼气加强、ATP呈现加强和癌癌細胞发展缩短。然后,这样的相应在CSE敲除癌癌細胞中看不见,这否认了ET的功用忽略关系症于H2S数字信号牵张反射和癌癌細胞上皮細胞膜代谢转化。这样的挖掘这不仅阐述了ET功用的原子核长效机制,并且牢固树立了CSE在ET介导的微生物相应中的重要的功用。

图4 ET方法对年限和稳定的益处考量于CSE

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

探究性学习ET对NAD+水准的印象

理论分析成员在探索ET对NAD+能力的不良会不良损害个方面得知,ET进行进行净化处理取得加快了线虫、MEF神经元和肌集体中的NAD+能力。上述种得知报错ET可以在的调接神经元卡路里消化吸收转换和显老阶段中 中起到核心使用。用硫巯基化解析,理论分析成员进一步的一个脚印得知ET进行进行净化处理会引致cGPDH的硫巯基化能力取得提高。cGPDH是NAD+转为方法中的关健酶,它在将提子糖-6-磷酸转换为6-磷酸提子糖酸的阶段中 中所产生NADPH,因此不良会不良损害NAD+/NADH的稳定性。cGPDH敲除的线虫没办法从ET中取得NAD+能力的益处,这取决于cGPDH是ET使用的关健酶。另外,理论分析成员还得知ET进行进行净化处理会引致肌集体中cGPDH渗透性取得提高,并声明了cGPDH硫巯基化是会引致渗透性提高的诱因。上述种得知呈现了ET用的调接cGPDH的硫巯基化情况来不良会不良损害其渗透性的规则,导致可以不良会不良损害NAD+的转为和神经元消化吸收转换。

图5 ET凭借致使3-磷酸甘油脱氢酶的硫巯基化来新增NAD级别并调节力量健康保健

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

工作小结

笔者认为所诉,本深入分析分析找到ET进行CSE-H2S-cGPDH-SSH-NAD+数据信号通道增强NAD+品质,导致有所增强健身腿部肌肉質量、动静脉化、健身腿部肌肉组织体细胞干组织体细胞占比和耐力,延时身体壽命。这种找到为的理解ET在早衰历程中的的功能可以给予了新的上帝视角,而且为研发对应早衰相关的疾病的新针灸可以给予了未知的会性。ET的的功能体制和未知的增强适用为今后的深入分析分析可以给予了丰富多样的宇宙探索前景。进行进一歩的深入分析分析,.我会会找到ET在有所增强人们的身体和延时身体壽命方便的很多未知益处。

拜谱个人总结

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,暨首批制定、全球唯一的比较成熟商业服务化的棕榈酰化呈现蛋白酶组学后,成功推出了亚硝基化、谷胱甘肽化、硫巯基化、次磺过酸、total氧化反应恢复备份、游离态巯基等淡化物品,构建了企业成品最火面、技術指标体系最成熟稳定的半胱氨酸氧化物备份类型表达组学企业成品,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!

参考使用文章:

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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