研究揭示谷胱甘肽化修饰调控Hsp70功能的机制学术资讯

来源：中科院之声

蛋白质半胱氨酸Cys上的谷胱甘肽化修饰作为一种可逆的氧化还原修饰，一方面可以保护蛋白免于发生磺酸化（-SO3H）等不可逆的氧化损伤，另一方面和磷酸化修饰一样发挥信号转导功能，传递氧化还原信号。Hsp70是蛋白质质量控制体系中的核心分子伴侣，对于生命体稳态平衡有极为重要的意义。除极少数 Hsp70之外，大部分 Hsp70都有至少1个Cys。深入挖掘 Hsp70的氧化还原修饰机制，对帮助揭示蛋白质稳态的氧化还原调控机制及拓展对 Hsp70功能的认识具有意义。

近日，中国科学院生物物理研究所柯莎研究组、陈畅研究组合作，发现人源应激型 Hsp70的C末端底物结合域的α螺旋盖子上的两个半胱氨酸发生谷胱甘肽化修饰后，导致其C末端α螺旋盖子发生去折叠，从而暴露 Leu542，该残基与底物结合域的相互作用导致了 Hsp70底物结合部位的封闭，而不能结合其底物，这一过程随去谷胱甘肽化的发生而完全可逆。研究结果揭示了 Hsp70的谷胱甘肽化修饰对其结构和功能的调控机制，阐明了人源应激型 Hsp70的C端结构域上的谷胱甘肽化修饰，是一种调节 Hsp70底物结合能力的新机制，可能在氧化应激时调节其底物的活性，从而传递氧化还原信号。

相关成果发表在《生物化学杂志》上。研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金委资助。

人源应激型Hsp70的C末端α螺旋盖子上的半胱氨酸（上图左）在氧化应激时发生谷胱甘肽化修饰，将导致α螺旋盖子的去折叠（上图中：绿色，谷胱甘肽化修饰前；紫红色，修饰后），其Leu542占据其自身的底物结合位点（上图右）。该过程完全可逆。底物结合位点被Leu542封闭后，Hsp70释放出底物，其中包括作为氧化应激相关的信号分子，如Heat Shock Transcription Factor、HSF1。信号分子释放后，将启动下一步的应激过程（下图）。

来源：zkyzswx 中科院之声

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