中国科学院 图:在氧化应激条件下，分子伴侣Hsp70通过添加三肽谷胱甘肽对半胱氨酸残基进行翻译后修饰
热休克蛋白70的底物结合域内的谷胱甘肽化导致热休克蛋白70的C末端螺旋区解开并占据其自身的底物结合位点
这阻止了结合，允许激活信号分子底物，如热休克转录因子Hsf1
学分:博士
莎拉·佩雷特的小组 热休克蛋白70 (Hsp70)是一个古老而保守的分子伴侣家族
它们在维持蛋白质稳态中起着重要作用，包括促进蛋白质折叠和降解，防止蛋白质聚集，以及参与应激反应
细胞质量控制机制的破坏与衰老、癌症和神经退行性疾病有关
翻译后修饰在调节Hsp70功能中的作用是一个新兴的研究领域。
虽然氧化应激可能是有害的，但氧化还原变化是细胞环境的自然特征，有利于重要生理活动的信号转导
蛋白质的半胱氨酸修饰为氧化还原信号传递提供了主要手段
谷胱甘肽化是蛋白质中半胱氨酸残基的可逆修饰，可以保护蛋白质免受不可逆氧化，还可以在信号转导中发挥作用
在这项研究中，在HeLa细胞中检测到不同的Hsp70家族成员的谷胱甘肽化，并通过质谱确定修饰位点
莎拉·佩雷特和教授
中国科学院生物物理研究所陈畅团队
聚焦于应激诱导的Hsp70 HspA1A (hHsp70)，研究了谷胱甘肽化如何影响蛋白质活性和蛋白质相互作用的详细结构机制
体内检测显示hHsp70的五个半胱氨酸残基中的每一个都可以进行谷胱甘肽化
体外实验表明，半胱氨酸在hHsp70的核苷酸结合结构域中的修饰被核苷酸结合所阻止，但是位于底物结合结构域的C-末端α-螺旋盖的Cys-574和Cys-603在核苷酸存在和不存在的情况下都能进行谷胱甘肽化
通过求解谷胱甘肽化形式的hHsp70 SBD的核磁共振结构，证明了功能变化的结构基础
这些半胱氨酸残基的谷胱甘肽化导致α-螺旋盖结构的解折叠
未折叠区域通过结合和阻断底物结合位点来模拟底物，从而促进内在的三磷酸腺苷酶活性，并与外部底物的结合竞争
这导致其结合其他底物蛋白的能力降低，如热休克因子Hsf1
这些结果表明，不仅半胱氨酸修饰可以改变hHsp70的结构和功能，而且hHsp70可以向其客户传递氧化还原信息
这项研究发表在2020年6月12日的《生物化学杂志》上
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