推荐一篇发表在Cell Chem. Biol.上的文章，题目为“Dynamic PRDX S-acylation modulates ROS stress and signaling”，通讯作者是芝加哥大学的Bryan C. Dickinson老师，研究方向主要有蛋白质工程、RNA疗法和临近标记。

ROS氧化应激通路是细胞中重要的信号通路之一，在异常过量表达之后会导致2型糖尿病等疾病。关于这一通路的调控机制目前还未完全明了。文章作者揭示了一个新的ROS通路调控机制——PRDX的动态S-酰化修饰和APT活性改变了细胞的氧化还原环境。同时，文章也提供了一个新的通过荧光信号定量APT活性的方法。

PRDXs是细胞中的“清道夫”，负责清除过量的过氧化物。一般而言，该家族被分为三类：典型2-Cys (PRDX1-4)，非典型2-Cys (PRDX5)和1-Cys (PRDX6)。作者先前的研究已经证实PRDX3和可以发生S-酰化修饰，并提出PRDX家族都可以发生S-酰化修饰的假设。为了验证这一假设，作者首先对蛋白提取物进行ABE(acyl-biotin exchange)实验，结果证明PRDX的其他类型也可以发生S-酰化修饰。之后，为了证明修饰的来源之一是棕榈酸，作者进行了代谢标记实验，使用了重标17-ODYA模拟棕榈酸并利用其炔基把手对目标蛋白进行富集。 结果显示棕榈酸参与到S-酰化过程中，且这一过程是HA依赖的，说明修饰的形式是硫酯键。

因为PRDX家族普遍有两个Cys，其中主要发生S-酰化的位点可能为Cr也可能为Cp。作者从PRDX5的研究结果出发，假设所有PRDX家族的主要S-酰化位点是Cp。为了验证这一结论，他们把PRDX1/2/3/4/6都过表达并且将Cp突变为Ser，结果观察到PRDX S-酰化水平的下降。同时，他们将一些PRDX的Cr位突变后发现S-酰化水平没有发生明显改变。这些结果说明Cp是PRDX的主要S-酰化位点。

为了阐明PRDX的S-酰化是否收到酶的调控，作者首先使用2BP对其进行处理。2BP是一种棕榈酰化抑制剂，通过抑制DHHC-PATs相关通路抑制S-酰化。但ABE实验结果发现抑制剂处理对PRDX1/2/4/6没有影响。作者又使用APTs的抑制剂，PalmB，发现PRDX2/3/4/6酰化上调，而PRDX1在另一些细胞系里也表现出上调。这些结果说明PRDXs受到APT活性的调控。在外源加入过氧化氢后，作者观察到PRDX的S-酰化水平快速大幅下降，尤其是PRDX2/6。这说明在氧化应激时， PRDX的S-酰化修饰将快速脱去，以便拮抗高氧化环境。接下来，作者猜测PRDXs应该也能在ROS以外的其他一些细胞生理条件下表现出响应，比如EGF（表皮细胞生长因子，抗氧化）。作者发现，在细胞用EGF处理后，PRDX的S-酰化先短时间内上调后下降回基线。这一结果也再次证明了先前结论。

因为PRDX的S-乙酰化水平通过APT进行调控，所以建立APT活性评价体系是必要的。具体的机理是APT可以对DPP结构去乙酰化，从而使得DPP结构改变，发出红色荧光。作者随后测试了这一化合物在双色荧光成像中的应用潜力。同时，作者证明该结构在APT不存在时的氧化应激条件下非常稳定，说明该结构仅响应APT。作者随后利用这一检测手段重复了ROS氧化应激以及EGF处理的实验结果，得到了一致的结论。说明PRDX得S酰化受到APT活性调控。DPP指示的APT活性可以间接指示PRDX S-酰化水平。

总而言之，作者发现PRDX的可逆动态S-酰化是一种对细胞氧化还原环境的响应。PRDX的S-酰化水平受到APT活性影响，APT活性与S-酰化水平负相关。作者建立了APT活性检测方法用于指示APT活性，并间接指示PRDX S-酰化水平。

本文作者：ZYH

责任编辑：WYQ

DOI：10.1016/j.chembiol.2025.01.009

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2025.01.009