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[转载]科学家揭示S-去棕榈糖酶的基于活动的传感:化学技术和生物发现

已有 347 次阅读 2021-4-5 22:10 |个人分类:蛋白修饰|系统分类:科研笔记|文章来源:转载

S-棕榈酰化是一种可逆的蛋白质翻译后修饰,棕榈酰链通过硫酯键连接到半胱氨酸残基上。


2019年11月,Azizi团队在《ACCOUNTS CHEM RES》发表题目为《Activity-Based Sensing of S-Depalmitoylases: Chemical Technologies and Biological Discovery》的研究成果。


该研究表明结论:虽然脂质最初被视为重要的疏水性屏障,但我们对脂质在细胞和生物体水平上的作用的理解仍在继续增长。它们不仅是重要的独立操作员,为细胞内的静态和动态组织与通信提供了平台,而且还通过蛋白质的化学修饰发挥重要作用。添加脂质翻译后修饰(PTM)会改变蛋白质的疏水性和行为,对亚细胞运输,定位,分子内和分子间相互作用以及稳定性产生明显影响。 S-酰化是最丰富和广泛分布的蛋白质脂化事件之一,S-酰化是通过硫酯键将长链脂质安装到半胱氨酸侧链的巯基上。由于棕榈酸酯作为脂质修饰的普遍性,S-酰化通常被称为S-棕榈酰化。与许多脂质PTM不同,S-酰化是酶可逆的,使细胞能够通过蛋白质脂化状态的动态变化来调节蛋白质组范围的特性。

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尽管关于S酰化的分子作用及其对生理学的影响已被发现很多,但当前的生化和化学方法仅评估底物脂化水平或酶活性的稳态水平。但是,编写者蛋白质酰基转移酶(PAT)和橡皮酰基蛋白质硫酯酶(APT)具有动态活性,有时导致目标蛋白质的S-棕榈酰化状态快速变化。因此,要了解S-去酰基化及其在细胞中的调控的完整范围,意义和微妙性,有必要观察调控酶活性的时机和细胞地理。我们将回顾由Azizi小组开发的化学工具,以选择性地可视化和扰动APT在活细胞中的活性,强调从其应用中获得的生物学见解。为了可视化APT活性,我们用硫酰化的,基于肽的APT底物模拟物掩盖了荧光分子。 APT活性以及因此的巯基脱保护会在开启的去棕榈酰化探针(DPP)中释放荧光产物,而在比例去棕榈酰化探针(RDP)中,母体荧光团的发射会发生变化。这些探针在活细胞中的应用表明,APT活性对细胞信号事件和代谢紊乱敏感。另外,如上所述,调节酶的位置在脂质信号传导中是关键的,并且由于其在维持细胞稳态和其脂化蛋白质的军团中的作用而特别令人关注的一种细胞器是线粒体。

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因此,Azizi小组开发了一类空间受限的mitoDPP,以可视化线粒体APT活性以及线粒体脱酰活性的选择性抑制剂mitoFP。使用这些工具,我们确定了两个线粒体S-去棕榈糖酶,并将线粒体S-去棕榈糖化连接到氧化还原缓冲能力。此外,观察到的某些活性变化是针对线粒体的,证实了橡皮擦蛋白活性的空间和时间调控。总体而言,这种用于S-去棕榈酰化酶活性的化学工具,成像试剂和靶向抑制剂将继续阐明细胞复杂的稳态网络中S-去棕榈酰化的调节机制和作用。


文章关键词:蛋白棕榈酰修饰; 荧光探针; 脂肪酸; 定位; 抑制; 棕榈酸; 酰化作用


原文链接:http://doi.org/10.1021/acs.accounts.9b00354




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