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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

序言

显老也是个繁多且多核心的生物技术学制品学历程,它并不是标准着准确时间的转瞬即逝,更伴近些载以来来生物技术学制品体多类生活技能的逐步退化并且 不同的传染性疾病投资风险的非常重要回落。从生殖上皮细胞核心的分解延缓、DNA挫裂伤叠加,到的器官整体的技能紊乱,显老的应响深入生命的意义的不同的的阶段。近些载以来来,近些载以来来氧分子生物技术学制品学和淀粉酶质含量质组学的神速进展,半胱氨酸装饰淀粉酶质含量组学逐步去到了设计者的观景视野。硫基化装饰对于各举的另外一种非常重要的淀粉酶质含量质后装饰,逐步会受到设计者的了解。它在生殖上皮细胞4g信号进行、分解调节作用并且 抗阳极氧化暴击等根本生活历程中配演着必须或缺的人物角色。

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突显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 形式图

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

不断探索ET对肌肤衰老动物界的健康使用年限的直接影响

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呈现淀粉酶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可拉长秀美隐杆线虫的壽命和身体健康的现象

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

阐释ET用的原子核制度化

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。进一步的热蛋白酶质组学分析(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引起H2S的底物

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

否认ET用途的依赖于性

探索人员管理顺利通过许多的进行实验得知了ET的能力。应先,在CSE敲除的线虫中,运用Kaplan-Meier活定性定性分析一下和Mantel-Cox长秩产品检验监测ET对线虫生存期的影响到,出现 ET清理并是没有提升生存期或纠正效果良好生存期,这得知了ET的能力依耐性于CSE。如此地,MPST(3-巯基二甲苯酸硫转出酶)敲除的线虫也并未从ET中得到 良好生存期的益处,这遇到MPST表示只是ET能力所需要。最后,在CSE敲除的MEF组织中,运用MTT法和线粒体呼气实用功能定性定性分析一下制定ET清理并是没有纠正效果抗腐蚀可溶性或组织生長,这进那步得知了ET的能力依耐性于CSE。组织话力和新陈分解定性定性分析一下提示,ET清理从而导致MEF组织和HUVEC(人脐门静脉内皮)组织的线粒体呼气改善、ATP制造增多和组织生長提高。既使,一些相应在CSE敲除组织中不见了,这得知了ET的能力依耐性于H2S数字信号心脏传导系统和组织新陈分解。一些出现 不禁体现了ET能力的分子式工作机制,同时还认为了CSE在ET介导的生物制品相应中的重点能力。

图4 ET缓解对期限和健康保健的益处决定于于CSE

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

来探寻ET对NAD+品质的危害

深入设计分析人在洞察设计分析一下ET对NAD+品质的损害的方面发觉,ET清理更为明显延长了线虫、MEF血体細胞和力量组织化开展组织化开展中的NAD+品质。一种发觉温馨提示ET应该在调高血体細胞养分細胞基础代谢和变老的操作过程中起着为重要用处。使用硫巯基化设计分析,深入设计分析人进第一步发觉ET清理为了引起cGPDH的硫巯基化品质更为明显上升。cGPDH是NAD+转为方法中的要点点酶,它在将萄葡糖-6-磷酸转变为6-磷酸萄葡糖酸的的操作过程中造成NADPH,转而损害NAD+/NADH的稳定性。cGPDH敲除的线虫暂时无法从ET中收获NAD+品质的益处,这取决于cGPDH是ET用处的要点点酶。不但,深入设计分析人还发觉ET清理为了引起力量组织化开展组织化开展中cGPDH灵吸附性更为明显上升,并表明了cGPDH硫巯基化是为了引起灵吸附性上升的愿意。一种发觉探求了ET使用调高cGPDH的硫巯基化工作状态来损害其灵吸附性的长效机制,为了应该损害NAD+的转为和血体細胞細胞基础代谢。

图5 ET经过激发3-磷酸甘油脱氢酶的硫巯基化来加大NAD水准并增强全身肌肉安全健康

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

工作小结

与此同时与此同时,本探讨得知ET使用CSE-H2S-cGPDH-SSH-NAD+移动信号径路廷长NAD+层次,因此优化身体腿部肌肉安全性能、动静脉化、身体腿部肌肉癌受损细胞干癌受损细胞用量和耐力,廷长安全期。上述得知为看法ET在老化时中的效果可以出具数据了新的第三视角,同心同德发掘面对老化相关的疾病症状的新物理疗法可以出具数据了存在的将性。ET的效果新机制和存在的疗法应该用为明天的探讨可以出具数据了很多的探索性的空间。使用进步骤的探讨,我们大家将会得知ET在优化人间安全和廷长安全期这方面的更高存在益处。

拜谱总结

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,暨第二家创立、全球必然熟餐饮业化的棕榈酰化装饰血清组学后,成功推出了亚硝基化、谷胱甘肽化、硫巯基化、次磺酸性反应、total防氧化保存、矿酸巯基等掩盖的产品,构建了新企业产品最火面、技术水平体制最熟透的半胱氨酸空气氧化完美重现系例掩盖组学新企业产品,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!

可以参考学术论文:

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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