半胱氨酸的氧化還原修飾作為蛋白質(zhì)翻譯后修飾中重要一part?，當(dāng)然不可忽視啦。近日，Nature Communication雜志收錄了國家蛋白質(zhì)科學(xué)中心楊靖團(tuán)隊(duì)與哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院T.Keith Blackwell?團(tuán)隊(duì)合作的名為“Global profiling of distinct cysteine redox forms reveals wide-ranging redox regulation in C.elegans”的研究論文。該論文借助模式生物秀麗隱桿線蟲為載體，探究半胱氨酸的多種氧化還原形式，揭示了半胱氨酸氧化還原可調(diào)節(jié)線蟲體內(nèi)多種生物過程和途徑，發(fā)現(xiàn)p38 MAPK通路上下游蛋白質(zhì)都可介導(dǎo)Cys依賴的抗氧化相應(yīng)和天然免疫調(diào)節(jié)。

文章思路

結(jié)果速遞

秀麗隱桿線蟲中半胱氨酸定位

作者應(yīng)用蛋白質(zhì)巰基反應(yīng)性定量技術(shù)對野生型L4期線蟲進(jìn)行研究。用高劑量（100uM）和低劑量（10uM）的?IPM探針進(jìn)行處理，共檢測到5258個半胱氨酸位點(diǎn)的反應(yīng)性，大大地?cái)U(kuò)展了半胱氨酸蛋白質(zhì)組的覆蓋范圍。分析表明，同一蛋白質(zhì)中半胱氨酸的反應(yīng)性可能存在顯著差異，半胱氨酸的反應(yīng)活性可以作為預(yù)測其功能的有效指標(biāo)。

對線蟲中氧化劑敏感的半胱氨酸氧化還原形式的全蛋白質(zhì)組分析

作者運(yùn)用基于“點(diǎn)擊化學(xué)”探針的氧化還原蛋白質(zhì)組學(xué)方法，精確定量了復(fù)雜蛋白質(zhì)組中主要的半胱氨酸氧化還原形式。

作者對野生型線蟲進(jìn)行了5mM H2O2處理5min，運(yùn)用不同的探針對其進(jìn)行標(biāo)記。結(jié)果顯示2864個蛋白質(zhì)上定位到5453個Cys-SH位點(diǎn)，在1049個蛋白質(zhì)上定位到1521個Cys-SOH位點(diǎn)，在72個蛋白質(zhì)上定位到82個Cys-SO2H位點(diǎn)。并且發(fā)現(xiàn)超過1500個蛋白質(zhì)Cys位點(diǎn)在外源性低濃度H2O2處理后發(fā)生了顯著變化。

半胱氨酸氧化還原修飾調(diào)控多種生物過程和途徑

作者發(fā)現(xiàn)氧化還原修飾的蛋白質(zhì)定位于不同的組織和器官中，對其進(jìn)行了GO和KEGG分析。生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)這些氧化敏感性蛋白參與眾多生物途徑。重點(diǎn)研究了SEK-1和PMK-1是否在p38 MAPK介導(dǎo)的應(yīng)激反應(yīng)和病原體抗性中發(fā)揮氧化還原調(diào)節(jié)作用（圖3）。作者利用Cas9/CRISPR基因編輯技術(shù)構(gòu)建了點(diǎn)突變線蟲模型，發(fā)現(xiàn)PMK-1的C173和SEK-1的C213均參與氧化應(yīng)激介導(dǎo)的p38MAPK通路激活，這個對線蟲抵御病原體至關(guān)重要（圖4）。

小結(jié)

細(xì)胞氧化還原狀態(tài)和半胱氨酸修飾在生物體衰老過程中是很常見的，在生理和病理?xiàng)l件下，半胱氨酸氧化還原譜和氧化還原狀態(tài)的驅(qū)動蛋白也可能成為潛在的biomaker。作者對半胱氨酸內(nèi)在反應(yīng)性的定量、以位點(diǎn)為中心的圖譜和過氧化物敏感半胱氨酸氧化還原形式的數(shù)據(jù)集極大地?cái)U(kuò)展了線蟲半胱氨酸氧化的范圍和生物學(xué)作用，并為破譯模式生物中復(fù)雜的氧化還原信號網(wǎng)絡(luò)提供了分子基礎(chǔ)。

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不同半胱氨酸氧化還原形式的整體分析揭示線蟲中廣泛的氧化還原調(diào)節(jié)

期刊名稱：Nature Communication

IF:12.121

樣本選擇：秀麗隱桿線蟲

技術(shù)策略：qRT-PCR，定量蛋白質(zhì)組學(xué)