可视化细胞死亡过程中钙蛋白酶 - 1（Calpain-1）的激活及其通过化学探针在 Gasdermin D（GSDMD）切割中的作用研究

为探究 Calpain-1 在细胞焦亡中的作用及开发检测工具，研究人员利用 HyCoSuL 方法设计了 Calpain-1 特异性工具，发现其可与焦亡标记物共定位并能直接切割 GSDMD，为解析蛋白酶在细胞死亡中的作用提供了平台。

　　钙蛋白酶 - 1（Calpain-1）是一种依赖钙的半胱氨酸蛋白酶，在细胞死亡、细胞骨架重塑、信号转导和细胞周期进程等细胞过程中发挥着至关重要的作用。虽然它在细胞凋亡（apoptosis）中的作用，比如通过切割底物实现细胞有序解体，已被充分了解，但它在细胞焦亡（pyroptosis）中的作用仍不明确。本研究致力于开发检测 Calpain-1 活性的化学工具。研究人员运用混合组合底物库（Hybrid Combinatorial Substrate Library，HyCoSuL）方法，结合非天然氨基酸，设计出了 Calpain-1 特异性的荧光底物、抑制剂以及基于活性的荧光探针（activity-based probe，ABP），这使得在活细胞中可视化 Calpain-1 成为可能。研究人员进一步运用质谱流式细胞术，在免疫细胞中探究 Calpain-1 与细胞死亡相关蛋白的表达情况，观察到它与 Gasdermin D（GSDMD）有强烈的共定位现象。此外，研究表明 Calpain-1 在体外能够水解 GSDMD。通过基于荧光的底物检测和质谱分析，研究人员在 GSDMD 序列中确定了可能促进细胞焦亡的潜在切割位点。这些发现突出了 Calpain-1 在细胞死亡通路中的多面性，其作用不仅仅局限于细胞凋亡。