ACS Cent. Sci. | 解码硫醇介导摄取途径的兼容性实验方案

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分享一篇发表在ACS Central Science杂志上的文章,题目为“Inclusive Pattern Generation Protocols to Decode Thiol-Mediated Uptake”,文章的通讯作者是来自日内瓦大学的Stefan Matile教授,他们课题组的主要研究方向是有生物学功能的分子和超分子系统。

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硫醇介导的摄取(TMU)是一种细胞摄取机制,主要通过底物与细胞表面蛋白巯基间形成二硫键,然后经由融合、内吞或直接跨膜转运等不同的方式进入细胞。进入细胞后,底物会通过由GSH等活性小分子介导的二硫键动态交换而进行释放,该途径可应用于包括探针、药物、蛋白质、寡核苷酸、脂质体的细胞内递送。研究表明,TMU抑制剂能够显著抑制病原体进入细胞,因此TMU系统的研究对于药物递送和药物发现都具有重要的意义。

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TMU的实现首先需要级联交换剂(CAX)与膜上的交换伴侣蛋白相结合,因此,本文作者将目前已有的CAX分子都加上了荧光素的标签,以评价不同CAX小分子的转运活性、细胞毒性以及对细胞种类的偏好性。用芦笋酸分子(AspA)对细胞的荧光信号进行归一化,获得了不同CAX的活性图谱。随后,作者提出,能否使用CAX作为TMU途径的抑制剂,通过CAX间的竞争来抑制底物的转运?作者评价了现有几种比较常见的CAX和TMU抑制剂对于不同种类细胞的毒性以及荧光素底物转运的抑制效率,结果发现CAX3(BPS)与TMU抑制剂相比,具有较好的抑制效果,且没有细胞种类的偏好性。因此作者提出:CAX有望发展成为新一代的TMU途径抑制剂。

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作者还对交换伴侣蛋白进行了敲除,以验证伴侣蛋白与CAX之间的对应关系。结果发现:不同的CAX通过结合不同的伴侣蛋白而发生硫醇介导的摄取,且这些途径几乎是正交的。比如说:表二硫代二酮哌嗪(ETP)更容易与整合素蛋白和蛋白二硫键异构酶 (PDI)进行交换、苯多硫醚 (BPS) 与不同的 PDI发生交换,主要是PDIA3、芦笋酸(ApsA)和反义寡核苷酸硫代磷酸盐(OPS)与转铁蛋白受体发生交换,且能够通过抑制PDI而被激活。通过以上研究,作者对TMU途径网络进行了比较全面的研究,阐述了CAX抑制剂CAX 转运体、伴侣敲除、替代抑制剂之间的关系。

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总之,本研究以一种通用的方式对TMU网络进行了动态的解码,为理解和使用TMU途径提供了坚实的基础。

本文作者:XWD
责任编辑:WYQ
文章链接:https://doi.org/10.1021/acscentsci.3c01601
文章引用:doi.org/10.1021/acscentsci.3c01601

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