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）。
研究团队单位：生物物理研究所
