目的·构建5-羟色胺化(serotonylation,5-HT化)修饰蛋白研究体系,为寻找和发现5-HT化修饰蛋白提供方法学基础。方法·基于癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库和基因型-组织表达(Genotype-Tissue Expression,GT...目的·构建5-羟色胺化(serotonylation,5-HT化)修饰蛋白研究体系,为寻找和发现5-HT化修饰蛋白提供方法学基础。方法·基于癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库和基因型-组织表达(Genotype-Tissue Expression,GTEx)数据库分析编码5-HT化修饰的关键酶的基因转谷氨酰胺酶2(transglutaminase 2,TGM2)和编码5-羟色胺转运体(serotonin transporter,SERT)的基因溶质载体家族6(solute carrier family 6,SLC6A4)在正常生理组织和肿瘤组织中的表达情况。利用5-羟色胺盐酸盐分步合成5-羟色胺衍生物5-PT(5-propargyltryptamide),并利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱1H-NMR、核磁共振碳谱13C-NMR和飞行时间质谱(TOF-MS)等手段进行分析和结构表征。通过流式细胞术检测5-PT在人胰腺癌细胞AsPC-1和小鼠免疫细胞[包括CD4^(+)T细胞、CD8^(+)T细胞以及髓系巨噬细胞(bone marrow derived macrophage,BMDM)]的胞内摄入情况。通过点击化学反应、免疫共沉淀以及质谱分析技术寻找和鉴定发生5-HT化修饰的蛋白,并进行京都基因和基因组数据库(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析。结果·生物信息学相关分析显示TGM2和SLC6A4在生物体内正常组织和肿瘤组织广泛存在。流式细胞术结果显示合成的5-PT可通过细胞表面的SERT摄取进入人胰腺癌细胞AsPC-1和小鼠免疫细胞(包括CD4^(+)T细胞、CD8^(+)T细胞以及BMDM)。质谱分析数据显示,在各个细胞蛋白的5-PT处理组都富集到了丰富的5-HT化修饰蛋白。KEGG富集分析显示这些蛋白参与糖酵解和氨基酸合成相关通路。结论·利用合成的5-PT成功构建了5-HT化修饰蛋白的研究体系,在不同的细胞中富集得到多个5-HT化修饰的蛋白,为研究蛋白的5-HT化修饰及其功能提供了相对简单高效的研究手段。展开更多
线粒体是细胞内能量代谢的中心,对于维持细胞稳态而言,其形态和功能的调控至关重要。小分子泛素相关修饰物蛋白(small ubiquitin-related modifier protein,SUMO)修饰和发动蛋白相关蛋白1(dynamin-related protein 1,DRP1)在细胞调控中...线粒体是细胞内能量代谢的中心,对于维持细胞稳态而言,其形态和功能的调控至关重要。小分子泛素相关修饰物蛋白(small ubiquitin-related modifier protein,SUMO)修饰和发动蛋白相关蛋白1(dynamin-related protein 1,DRP1)在细胞调控中扮演着重要角色,尤其与线粒体动力学密切相关。SUMO修饰是一种重要的蛋白质修饰形式,通过将靶蛋白与SUMO相连来调节这些蛋白质的功能。而DRP1是线粒体分裂蛋白,负责调节线粒体的形态和功能。近年来研究发现,SUMO修饰与DRP1之间存在复杂的相互作用网络,对于线粒体的分裂、融合、自噬等起着重要作用。在DRP1的可变结构域中,有8个赖氨酸残基可以在线粒体锚定蛋白连接酶(mitochondrial-anchored protein ligase,MAPL)的作用下完成SUMO修饰。并且不同亚型的SUMO蛋白对于DRP1功能的调节也不同。SUMO1修饰会使DRP1向线粒体富集,促进线粒体的分裂;SUMO2/3修饰会使DRP1向细胞质转移,减少线粒体的分裂。在实际的细胞程序中,不同亚型SUMO的修饰水平往往是由SUMO特异性蛋白酶(SUMO-specific proteases,SENPs)的类型决定。线粒体作为细胞中重要的能量供应细胞器,其动力学的异常往往会导致诸多疾病的发生,例如:心肌缺血再灌注性损伤、阿尔茨海默病、脑血栓、视网膜病变等。本文综述了SUMO修饰与DRP1之间相互作用对于线粒体动力学调控的研究进展,为进一步揭示细胞调控机制和发展相关疾病的治疗策略提供一定的参考。展开更多
文摘目的·构建5-羟色胺化(serotonylation,5-HT化)修饰蛋白研究体系,为寻找和发现5-HT化修饰蛋白提供方法学基础。方法·基于癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库和基因型-组织表达(Genotype-Tissue Expression,GTEx)数据库分析编码5-HT化修饰的关键酶的基因转谷氨酰胺酶2(transglutaminase 2,TGM2)和编码5-羟色胺转运体(serotonin transporter,SERT)的基因溶质载体家族6(solute carrier family 6,SLC6A4)在正常生理组织和肿瘤组织中的表达情况。利用5-羟色胺盐酸盐分步合成5-羟色胺衍生物5-PT(5-propargyltryptamide),并利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱1H-NMR、核磁共振碳谱13C-NMR和飞行时间质谱(TOF-MS)等手段进行分析和结构表征。通过流式细胞术检测5-PT在人胰腺癌细胞AsPC-1和小鼠免疫细胞[包括CD4^(+)T细胞、CD8^(+)T细胞以及髓系巨噬细胞(bone marrow derived macrophage,BMDM)]的胞内摄入情况。通过点击化学反应、免疫共沉淀以及质谱分析技术寻找和鉴定发生5-HT化修饰的蛋白,并进行京都基因和基因组数据库(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析。结果·生物信息学相关分析显示TGM2和SLC6A4在生物体内正常组织和肿瘤组织广泛存在。流式细胞术结果显示合成的5-PT可通过细胞表面的SERT摄取进入人胰腺癌细胞AsPC-1和小鼠免疫细胞(包括CD4^(+)T细胞、CD8^(+)T细胞以及BMDM)。质谱分析数据显示,在各个细胞蛋白的5-PT处理组都富集到了丰富的5-HT化修饰蛋白。KEGG富集分析显示这些蛋白参与糖酵解和氨基酸合成相关通路。结论·利用合成的5-PT成功构建了5-HT化修饰蛋白的研究体系,在不同的细胞中富集得到多个5-HT化修饰的蛋白,为研究蛋白的5-HT化修饰及其功能提供了相对简单高效的研究手段。
文摘线粒体是细胞内能量代谢的中心,对于维持细胞稳态而言,其形态和功能的调控至关重要。小分子泛素相关修饰物蛋白(small ubiquitin-related modifier protein,SUMO)修饰和发动蛋白相关蛋白1(dynamin-related protein 1,DRP1)在细胞调控中扮演着重要角色,尤其与线粒体动力学密切相关。SUMO修饰是一种重要的蛋白质修饰形式,通过将靶蛋白与SUMO相连来调节这些蛋白质的功能。而DRP1是线粒体分裂蛋白,负责调节线粒体的形态和功能。近年来研究发现,SUMO修饰与DRP1之间存在复杂的相互作用网络,对于线粒体的分裂、融合、自噬等起着重要作用。在DRP1的可变结构域中,有8个赖氨酸残基可以在线粒体锚定蛋白连接酶(mitochondrial-anchored protein ligase,MAPL)的作用下完成SUMO修饰。并且不同亚型的SUMO蛋白对于DRP1功能的调节也不同。SUMO1修饰会使DRP1向线粒体富集,促进线粒体的分裂;SUMO2/3修饰会使DRP1向细胞质转移,减少线粒体的分裂。在实际的细胞程序中,不同亚型SUMO的修饰水平往往是由SUMO特异性蛋白酶(SUMO-specific proteases,SENPs)的类型决定。线粒体作为细胞中重要的能量供应细胞器,其动力学的异常往往会导致诸多疾病的发生,例如:心肌缺血再灌注性损伤、阿尔茨海默病、脑血栓、视网膜病变等。本文综述了SUMO修饰与DRP1之间相互作用对于线粒体动力学调控的研究进展,为进一步揭示细胞调控机制和发展相关疾病的治疗策略提供一定的参考。
