宋保亮實驗室揭示活性氧（ROS）感受新機制
2020年1月17日，國際期刊《Nature Communications》（IF=12.353）在線發(fā)表了武漢大學生命科學學院宋保亮實驗室的最新研究成果，論文題為“Competitive oxidation and ubiquitylation on the evolutionarily conserved cysteine confer tissue-specific stabilization of Insig-2”。該工作發(fā)現(xiàn)脂代謝調(diào)控蛋白Insig-2的泛素化位點為半胱氨酸Cys，后者可被肌肉細胞內(nèi)活性氧（ROS）氧化而穩(wěn)定，從而防止肌肉細胞內(nèi)脂質(zhì)的過度累積。該工作揭示細胞通過Cys的競爭性氧化與泛素化而感受ROS，并提示該機制在動物從水生向陸生的進化過程中發(fā)揮作用。
肌肉中脂質(zhì)的過度積累是引起胰島素抵抗的重要原因。Insig-2是一個負調(diào)控脂質(zhì)生物合成的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白，研究人員發(fā)現(xiàn)該蛋白Cys215位點既是泛素化修飾位點又是氧化修飾位點，Cys215被氧化后穩(wěn)定，抑制脂質(zhì)合成。通過對Insig-2蛋白的進化樹分析發(fā)現(xiàn)，從水生向陸生的進化過程中，陸生脊椎動物Insig-2蛋白的第215位半胱氨酸變得高度保守。推測陸生脊椎動物肌肉細胞中高ROS含量競爭性氧化Insig-2蛋白C215位點，導致該蛋白泛素化水平降低，從而增加了Insig-2蛋白穩(wěn)定性。穩(wěn)定后的Insig-2蛋白進一步抑制SREBP途徑并降低肌細胞中脂質(zhì)合成，促進ATP生成和保護肌肉細胞免受脂質(zhì)過度積累而影響功能。
這是宋保亮實驗室繼2017年在Nature Cell Biology首次報道ACAT2蛋白的Cys殘基被競爭性氧化與泛素化修飾后，進一步在Insig-2蛋白上發(fā)現(xiàn)該機制，這表明Cys的競爭性氧化和泛素化修飾是細胞感受ROS的普遍機制。
宋保亮實驗室的周章森博士、博士生李美欣、柳潔為該論文的共同第一作者。宋保亮教授為通訊作者。該研究的共同作者還包括武漢大學生科院趙華斌教授、羅婕副教授、史熊杰副教授等。該工作得到了國家科技部、國家自然科學基金、教育部111引智基地的資助。
圖示：肌肉中活性氧類（ROS）通過Insig-2蛋白調(diào)控脂質(zhì)代謝示意圖
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