细胞生物学Cysteine-Based分子开关

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可逆的蛋白质转译后的修改形式的机械基础生物细胞内信号的接收和传播。除了其他的修改,如磷酸化、乙酰化ADP-ribosylation,和ubiquitylation reduction-oxidation(氧化还原)过程允许可逆结构调制的蛋白质,在细胞生物学作为分子开关。尽管许多蛋白结合的氨基酸和肽链也在氧化应激和氧化代谢产物发生反应,只有三个氨基酸采用可逆氧化还原修改:半胱氨酸,硒代半胱氨酸和蛋氨酸。其中,cysteine-based分子开关是目前最流行的和最好的研究。半胱氨酸开关(或“硫开关”)在异构反应,上下文相关的方式对各种刺激(内源性代谢物,化学物质从饮食、外源性物质、氧化剂或空气)通过直接修改。半胱氨酸的常见共价修改包括内部或分子间蛋白质二硫键的形成,S-glutathionylation, S-cysteinylation, S-nitrosylation sulfoxidation, sulfhydration。

半胱氨酸中心蛋白质的催化,redox-dependent开关周期调节过程蛋白质折叠、聚合和贩卖,酶活性,金属螯合物、DNA, RNA,蛋白质,或膜绑定,通道开放。在这个特殊的问题,我们试图说明cysteine-based蛋白质的多功能性监管及其对细胞和生物体的生理影响。

在分泌途径和线粒体膜间隙(IMS),蛋白质成熟往往需要引入二硫交联促进或维持蛋白质结构。在这被称为氧化蛋白质折叠的过程,介绍了二硫桥可以重组,直到本机构象。专用氧化折叠催化剂,由y昂达,存在于内质网(ER), IMS,叶绿体在植物细胞以及细胞外空间。ER和IMS是守恒的disulfide-generating机械植物、真菌和动物。二硫键形成的进化和机械方面讨论IMS m·费舍尔和j . Riemer。有趣的是,这种机械的核心组件,Erv1 /规律和Mia40,另外,知之甚少功能肝再生和缺氧反应,这很有可能实现在IMS通过非氧化折叠机制。

两个贡献是关心半胱氨酸参与抗体分泌的调节和B淋巴细胞的分化。t·安内尔利和大肠的评论文章范Anken照亮如何半胱氨酸氧化还原状态作为质量控制检查点来确保只有成熟IgM抗体离开车厢早期分泌的血液通路的途中。不成熟的抗体标记一个免费的半胱氨酸,由二硫化跨链共价困地层与检索系数ERp44 post-ER降低pH值的隔间。在这个过程中,活动网站半胱氨酸ERp44显然充当pH传感器。激活B淋巴细胞产生抗体是一个主要的过程,而且严格的质量control-relies大规模ER扩张和二硫键的形成。多少休息B细胞分化成antibody-secreting浆细胞影响的整体水平的蛋白质二硫和S-glutathionylation相对降低半胱氨酸的水平被j . r . Winther解决,即Braakman和同事。他们报告,ER扩张本身不会导致全球增加蛋白结合的半胱氨酸的氧化,这是只观察到后来在分化诱导抗体合成。此外,目前二硫化的分数S-glutathione加合物保持不变。

过氧化氢(H₂O₂)是一种信号分子控制细胞生命和死亡的重要方面。抗氧化蛋白H至关重要₂O₂减少酶,塑造当地的幅度和持续时间积累的第二信使。重要的是,他们的活性部位半胱氨酸天生容易H₂O₂借由sulfoxidation失活。因此,H₂O₂信号可以是暂时性覆盖的酶类防御和调节下游信号事件。审查s w·康和他的同事关注典型2-cysteine抗氧化蛋白和细胞生物功能的提供了一个全面的概述。有趣的是,其中的一些也与细胞信号事件没有直接关系到H₂O₂减少。在一个不同的注意,m . Molin和a . b . Demir地址的功能胞质酶类在卡路里restriction-mediated寿命扩展。在这种情况下,ATP-driven复活hyperoxidized形式的刺激的酶类。作者假设,这种nutrient-sensing机制可能与空泡的质子泵等其它nutrient-responsive过程交织在一起,线粒体功能,和铁的新陈代谢。第三个贡献氧化物酶t .冲压和c . Appenzeller-Herzog总结三个已知的不重叠的功能ER-resident H₂O₂减少酶的酶类IV与谷胱甘肽氧化酵素7和8。

最后,两个文章评审j·d·特金和他的同事们的研究论文Odermatt导演和colleagues-represent cysteine-dependent监管与疾病的联系。m·哈洛等人解释S-nitrosylation和S-glutathionylation蛋白二硫化物异构酶的活性部位半胱氨酸与各种神经退行性疾病。l . g . Nashev等人研究的角色守恒的半胱氨酸NADPH-binding地区的17-hydroxysteroid脱氢酶1,预后标记肿瘤恶化和乳腺癌患者的生存和其他estrogen-dependent癌症。虽然这半胱氨酸残基的突变不改变酶的动力学参数,其烷基化sulfhydryl-modifying代理不可逆地抑制脱氢酶活性。

承认

最后,我们想感谢所有作者,特别是那些导致匿名评论者的实现这个特殊的问题,促进其科学的质量。

基督教Appenzeller-Herzog
吴克群稻叶型
艾格尼丝Delaunay-Moisan

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