给大家带来一篇nature communications的文章，题目为Reaction-based fluorogenic probes for detecting protein cysteine oxidation in living cells。该文章的通讯作者是Kate S. Carroll教授，来自Scripps生物医学研究所，她的研究兴趣是利用蛋白组学、分子生物学等手段解决氧化还原相关的生物学问题。

众所周知，人类疾病与衰老的历程与氧化应激密切相关。次磺酰化 (Cys-SOH) 是蛋白质半胱氨酸的一种可逆的氧化还原修饰，该修饰与氧化信号传导和压力密不可分，可作为由氧化还原变化触发的开关来调节蛋白质功能、结构和定位。目前缺乏用于检测蛋白质半胱氨酸氧化的荧光探针，因而开发此类活细胞检测探针对于与氧化还原相关的生物医学研究将会非常宝贵。前期作者开发了一个基于phenaline-1,3-dione骨架具有荧光潜力的分子，但是其低反应速率，难溶性限制了其实际应用。

在本研究中，作者首先合成并评价了8个潜在荧光探针的与含次磺酰短肽的反应效率，发光效率，以及特异性。发现化合物7（CysOX-1）与8（CysOX-2）在上述评价中表现出较为突出的性能。接下来评估7与8在标记GPX-3蛋白C-36次磺酰化的能力（该Gpx3变体具有一个对氧化还原敏感的36位半胱氨酸，使用化学计量的过氧化氢可以很容易地将其氧化为次磺酰，并且已被充分验证为研究蛋白质次磺酰反应性的模型）。接下来，作者评估了 CysOx探针在0.2、2和 20 U/mL下使用葡萄糖氧化酶（该条件可以在含葡萄糖的培养基中连续产生过氧化氢）可视化整体蛋白质 S-亚磺化的能力。在没有外源 H2O2的情况下，CysOx探针能够检测由酶氧化酶和有氧电子传递产生的内源性H2O2。在存在CysOx1 或CysOx2 的情况下，也观察到与未处理细胞中存在的基础信号相比，荧光强度显示出时间和GOX依赖性增加的情况，且荧光分布在整个细胞质中，没有明显的共定位和细胞毒性。

接下来，为了进一步展示荧光探针潜在应用，作者随后将 CysOx2用于基于细胞的 96 孔板筛选激酶抑制剂，试图将次磺酰化修饰与激酶的抑制联系起来。与荧光强度增加最大相关的十种化合物中的三种被确定为GSK3抑制剂，显示GSK3与次磺酰化修饰密切相关，其中分子SB-216763显示出最强的荧光增效效应。最后在添加了SB-216763的细胞中发现了几个众所周知的调节氧化还原酶的次磺酰化修饰，GO分析表明，受GSK3抑制剂干扰的亚磺基组显著富集在氧化还原相关过程中。

总之，本文介绍了一种新的荧光探针用于检测活细胞中蛋白质半胱氨酸的氧化，同时发现了GSK3抑制剂能够有效地提升半胱氨酸次磺酰化修饰强度，显示出激酶抑制剂调节氧化还原的应用前景。

责任编辑：JGG

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-33124-z

文章引用：DOI：10.1038/s41467-022-33124-z