Gasdermin D (GSDMD)是细胞焦亡的关键执行者，但是GSDMD的翻译后修饰对细胞焦亡的调控作用仍待探索。2024年2月，在中国院校师福山讲解的团队在Cell Death& Disease上发表了题为“Crosstalk of HDAC4, PP1, and GSDMD in controlling pyroptosis”的文章。在这项研究中，作者发现GSDMD可以在赖氨酸248残基处发生乙酰化，并且这种乙酰化增强了焦亡。将组蛋白脱乙酰酶 4（HDAC4）确定为负责介导GSDMD脱乙酰化的特异性脱乙酰酶，从而抑制体外和体内的焦亡。GSDMD的去乙酰化会损害其泛素化，从而抑制焦亡。有趣的是，HDAC4的磷酸化作为一种关键的调节机制出现，促进其去乙酰化GSDMD和抑制GSDMD介导焦亡的能力。拜谱生物技术为该研究提供LC-MS/MS营养素质谱定量分析，揭示了一个涉及HDAC4、PP1和GSDMD的复杂调控网络。这些发现为乙酰化、泛素化和磷酸化在焦亡调节中的相互作用提供了有价值的见解，为炎症细胞死亡领域的进一步研究提供了潜在的靶点。

文章内容种类：Crosstalk of HDAC4, PP1, and GSDMD in controlling pyroptosis（Cell Death& Disease，IF=9.2，2024.2） 的客户企业单位：四川大学时 设计的原材料：人源IP蛋清

拜谱提供技术：LC-MS/MS淀粉酶质谱定性分析

一、研究方案后果

01.GSDMD的K248残基的乙酰化调结焦亡

作者通过前期实验发现，GSDMD的乙酰化促进细胞焦亡。为了确定GSDMD中潜在的乙酰化位点，作者对经过TSA处理的HEK293T细胞中获得的Flag-GSDMD进行了质谱讲解，并使用软件预测赖氨酸修饰位点。结果发现四种潜在的赖氨酸残基：K103、K145、K248和K387。序列比较发现，Lys103、Lys145和Lys248是GSDMD同源物中保守的乙酰化基序。因此，作者基于GSDMD全长或GSDMD-p30构建了几个突变体（K103R，K145R，K248R和K387R）。结果表明，赖氨酸248在GSDMD中作为乙酰化位点起着关键作用（图1A-D）。此外，GSDMD-KO THP-1细胞中GSDMD-K248R的重建导致的细胞死亡比GSDMD-WT更轻（图1E-F）。此外，作者还开发了GSDMD的结构模型，其乙酰基连接到K248残基上（图1G）。免疫荧光分析表明，与GSDMD-WT相比，GSDMD-K248R不影响其定位（图1H）。因此，这些发现表明Lys248是乙酰化最关键的残基之一。

图1| GSDMD在赖氨酸248处进行乙酰化(图源：Xu W., et al., Cell Death Dis., 20

02.HDAC4控制GSDMD介导的焦亡

如前所述，GSDMD的乙酰化在TSA处理时显著增加，表明了HDAC家族脱乙酰酶的参与。为了鉴定GSDMD的特异性脱乙酰酶，作者对有或没有TSA处理的标记GSDMD进行了质谱概述，该分析表明HDAC4为GSDMD的特异性脱乙酰酶（图2A）。免疫共沉淀分析证实了GSDMD和HDAC4在HEK293T细胞中存在显著相互作用（图2B），作者还在THP-1细胞中以及猪和小鼠中观察到这种相互作用（图2C）。作者进一步研究了HDAC4对不同物种GSDMD诱导的焦亡的影响。结果表明，HDAC4显著抑制了来自不同物种的GSDMD诱导的焦亡（图2F），此外作者在体外实验中也得到了相同的结果。

图2| HDAC4调控细胞膜焦亡(图源：Xu W., et al., Cell Death Dis., 2024)

03.蛋白质磷酸酶1（PP1）转换HDAC4的磷硝化作用

小说家利用试验Ser 246、Ser 467和Ser 632这八个磷酸性反应位点对HDAC4的去乙酰化活力很沉要。基于HDAC4的磷酸性反应前者去乙酰化程度关于，且有论文参考文献新闻稿件蛋白酶磷酸酶1（PP1）进行干预GSDMD磷酸性反应并控制焦亡。主要是因为HDAC4也控制肿瘤细胞焦亡，小说家假说PP1与HDAC4主动效用。结局查证HDAC4着实与PP1主动效用，相似于它与GSDMD的主动效用。随后不久小说家利用PP1控药物制剂冈田酸(OA)补救试验及其转染试验表面了PP1利用使HDAC4去磷酸性反应参予GSDMD脱乙酰化的时。 小说拜谱生物继而初探了GSDMD的乙酰化和泛素化相互之间的相关。利用TSA加工、HDAC4转染科学实验并且 搭建乙酰化虚拟仿真基因突变体看到GSDMD的乙酰化利于了其泛素化，这反出去又利于了GSDMD介导的癌细胞焦亡，乙酰化和泛素化在可以调节器GSDMD功能模块部分产生可以调节器串扰。

二、 拜谱工作小结

在这项研究中，研究团队揭示了一种以前未知的GSDMD翻译后修饰，并阐明了GSDMD、HDAC4和PP1在焦亡调节中的新相互作用。GSDMD和HDAC4的翻译后修饰（泛素化、乙酰化和磷酸化），在调节焦亡中起着至关重要的作用。不同PTM之间的相互作用以及HDAC4和PP1的参与增加了焦亡调节的复杂性，并进一步加深了我们对这一重要生物过程的理解。这些发现为细胞焦亡的机制提供了见解，并为干预炎症相关疾病提供了机会。这一过程中拜谱海洋生物提供了LC-MS/MS膳食纤维质谱研究，拜谱生物可提供完善成熟的蛋白组学、修饰蛋白质组学、代谢组学等多组学产品技术服务，助力发表高分文献，欢迎致电咨询！

选取资料：Xu W, Jin Q, Li X, Li D, Fu X, Chen N, Lv Q, Shi Y, He S, Dong L, Yang Y, Yan Y, Shi F. Crosstalk of HDAC4, PP1, and GSDMD in controlling pyroptosis. Cell Death Dis. 2024 Feb 7;15(2):115. doi: 10.1038/s41419-024-06505-z.