蛋白質翻譯后修飾對蛋白質的功能有著重要作用。丙二酰修飾是最近新發(fā)現(xiàn)的、進化保守的一種修飾。該修飾以丙二酰-CoA為底物,發(fā)生在賴氨酸殘基上,通過破壞靜電相互作用(由+1變?yōu)?1)而調節(jié)蛋白結構與功能,但對于該修飾在生理功能上的研究依舊較少。研究發(fā)現(xiàn),免疫細胞在執(zhí)行其功能時,代謝過程會發(fā)生改變,巨噬細胞就是其中的一種。
作者選擇骨髓來源巨噬細胞(SMDMs)進行研究。研究發(fā)現(xiàn),在脂多糖(LPS)誘導24h后,丙二酰-CoA的含量顯著上升。通過使用抗賴氨酸丙二酰修飾抗體(anti-mal-K),作者發(fā)現(xiàn)在全蛋白質水平上,賴氨酸丙二酰修飾明顯上升。 作者通過使用抗體富集、HPLC-MS/MS方法,對LPS處理前后賴氨酸丙二?;揎椀鞍走M行質譜定性鑒定和定量分析。其中GAPDH引起了作者的注意。作者發(fā)現(xiàn),在LPS處理過程中,GAPDH的含量沒有發(fā)生顯著變化,但是其中的賴氨酸丙二?;揎椝缴仙?,并且通過質譜實驗,發(fā)現(xiàn)K213在LPS誘導下,由原本的乙?;揎椬?yōu)楸;揎?,并且該位點與GAPDH的活性中心和RNA結合區(qū)域較近。
作者發(fā)現(xiàn),LPS誘導后,GAPDH的催化活性顯著上升,從而糖酵解過程得以增強,IL-1β含量提高。若將K213為突變?yōu)橐阴;揎椖M的谷氨酰胺殘基Q(K213Q),GAPDH活性沒有明顯變化,若將其突變?yōu)楸;揎椖M的谷氨酸殘基E(K213E),則催化活性顯著升高。
除了催化活性外,作者該檢測GAPDH中RNA結合能力的改變。TNFα是GAPDH的結合RNA。作者通過使用抗體富集GAPDH,并使用qRT-PCR檢測其結合的TNFα RNA含量的變化。作者發(fā)現(xiàn),在LPS誘導后,GAPDH結合的TNFα含量顯著降低,并且同時細胞中TNFα表達量增強。若使用HEK293T細胞,使用K213Q和K213E突變體檢測GAPDH對TNFα結合能力的變化,作者發(fā)現(xiàn),K213E結合能力顯著較低。
因此作者結合上述結果和文獻報告,提出了一種新的GAPDH丙二?;揎椊閷У木奘杉毎庖哒{節(jié)機理:在LPS誘導下,巨噬細胞中,GAPDH K213位被丙二酰化修飾,催化活性提高,從而增強了糖酵解過程,增加IL-1β含量,同時,與TNFα mRNA結合能力減弱,TNFα表達量得以提高,從而兩個過程共同促進了炎癥的發(fā)生。
本文作者:YS |
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