Cell Metabolism |變廢為寶：屁中的硫化氫可以延緩衰老

2023.6.08

　　地球上的生命早已出現(xiàn)在富含硫化氫（H2S）的環(huán)境中，并且由H2S介導的蛋白質(zhì)過硫化進化為一種信號傳導機制。蛋白質(zhì)過硫化（S-巰基化）是反應性半胱氨酸殘基的翻譯后修飾，可調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和/或功能。由于過硫化物與半胱氨酸的反應性和相似性，因此難以標記和研究。

　　2019年12月3日，Milos R. Filipovic團隊在Cell Metabolism 在線發(fā)表題為“Selective Persulfide Detection Reveals Evolutionarily Conserved Antiaging Effects of S-Sulfhydration”的研究論文，該研究使用二甲酮類探針進行化學選擇性過硫生物綴合的簡便策略，以在具有廣泛效用的生物樣品中實現(xiàn)高度選擇性，快速和可靠的過硫標記。

　　使用這種方法，研究人員表明過硫化是一種進化上保守的修飾，過硫化波被細胞用來解決亞磺?；⒎乐共豢赡娴陌腚装彼徇^氧化，從而保留了蛋白質(zhì)的功能。另外，該研究報道了與年齡相關(guān)的過硫化反應的下降，這在進化上是保守的。因此，增加過硫化作用的飲食或藥理干預措施會增加壽命，并增加應對壓力刺激的能力。

　　總而言之，該研究支持了衰老的自由基理論，并通過蛋白質(zhì)的過硫化修飾揭示了ROS誘導的氧化損傷與細胞保護之間的聯(lián)系。因此，以H2S為目標來維持機體Cys-SSH氧化還原穩(wěn)態(tài)，將有望延長壽命。

　　硫化氫（H2S）被認為有毒氣體已有一個多世紀的歷史，但它卻是地球上生命出現(xiàn)所必需的重要成分之一。早期厭氧細菌在富含H2S的環(huán)境中蓬勃發(fā)展，甚至在第一個光合作用過程中用H2S代替水。二十年前，H2S作為細胞產(chǎn)生的重要信號分子而重新出現(xiàn)。產(chǎn)生H2S的酶胱硫醚γ-裂合酶（CSE）的基因缺失可導致高血壓。盡管在多種病理狀態(tài)下觀察到了H2S的有益作用，但仍不清楚這些作用的潛在機制。H2S在半胱氨酸殘基的氧化翻譯后修飾（oxPTM）中的作用被稱為蛋白S硫磺化或過硫化，被認為是其主要的有益作用機制之一。

探索二甲酮開關(guān)策略的過硫化物標記

　　半胱氨酸是一種罕見的氨基酸殘基，經(jīng)常出現(xiàn)在蛋白質(zhì)的功能位點，代表蛋白質(zhì)功能的氧化還原控制位點。例如，過氧化氫（H2O2）通過將半胱氨酸殘基氧化為亞磺酸（PSOH）來發(fā)出信號，而一氧化氮信號的一部分可以通過半胱氨酸S-亞硝化來解釋。多種化學方法已用于標記和研究半胱氨酸修飾，從而導致了廣泛的基礎(chǔ)和應用進展。然而，由于硫化蛋白（PSSH）具有很高的反應性，并且其反應性與半胱氨酸殘基類似，故其在細胞信號傳導中的作用仍未得到充分研究。

內(nèi)源性H2S控制H2O2引起的半胱氨酸氧化

　　然而，由于硫化物增強了親核性，因此它們?nèi)菀着c活性氧（ROS）反應，而H2S本身是一種較弱的ROS清除劑。鑒于ROS在信號傳導和衰老中起著重要作用，人們很容易推測H2S的一般有益作用是進化保守的，通過蛋白質(zhì)過硫化傳遞。

　　在該研究中，報告了使用二甲酮類探針進行化學選擇性過硫生物綴合的簡便策略，以在具有廣泛效用的生物樣品中實現(xiàn)高度選擇性，快速和可靠的過硫標記。使用這種方法，研究人員表明過硫化是一種進化上保守的修飾，過硫化波被細胞用來解決亞磺酰基化并防止不可逆的半胱氨酸過氧化，從而保留了蛋白質(zhì)的功能。另外，該研究報道了與年齡相關(guān)的過硫化反應的下降，這在進化上是保守的。因此，增加過硫化作用的飲食或藥理干預措施會增加壽命，并增加應對壓力刺激的能力。