综述:Straight A’s:NOD样受体激活与自噬降解中的蛋白质S-酰化作用

【字体: 时间:2025年09月02日 来源:Biochemical Society Transactions 4.3

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  这篇综述深入探讨了S-酰化(S-acylation)作为可逆翻译后修饰对NOD样受体(NLRs)家族的关键调控作用,重点解析了NLRP3炎症小体组装和NOD2信号通路的分子机制。文章系统阐述了不同锌指DHHC(zDHHC)酰基转移酶和硫酯酶(如ABHD17)通过动态修饰半胱氨酸残基(如NLRP3的Cys130/837-838和NOD2的Cys395/1033)调控受体膜定位、蛋白互作(如NEK7结合)及自噬降解的分子开关功能,为克罗恩病(Crohn’s Disease)和布劳综合征(Blau syndrome)等炎症性疾病提供了潜在治疗靶点。

  

蛋白质S-酰化与zDHHC家族

作为先天免疫系统的关键调控机制,S-酰化通过共价连接脂肪酸链到半胱氨酸残基(如NLRP3的Cys130),显著改变蛋白质的膜亲和力。23种zDHHC酰基转移酶(如定位于高尔基体的zDHHC7和质膜的zDHHC5)与ABHD17硫酯酶构成动态修饰循环,其底物选择性仍存在争议——例如zDHHC5对NOD2的特异性修饰与zDHHC3/7在NLRP3定位中的冗余性,提示细胞微环境可能影响酶活调控。

NLRP3炎症小体的三重调控

定位

NLRP3通过Cys130的S-酰化锚定于高尔基网络(TGN),该过程受zDHHC7(小鼠模型证实)或zDHHC1(人源细胞数据)驱动。矛盾的是,Cys901修饰也被报道为TGN定位的关键位点,暗示不同刺激条件下可能存在多位点协同调控。

激活

zDHHC5介导的Cys837-838酰化引发NLRP3构象变化,暴露出LRR结构域并促进NEK7结合,从而打开封闭的环状结构。ABHD17A的脱酰化作用则作为负反馈机制,其抑制剂可增强炎症小体活性达3倍(体外实验数据)。

自噬刹车

激活后期,zDHHC12对Cys844的修饰通过暴露KFERQ模序(毗邻酰化位点)招募HSPA8-LAMP2A复合物,促使溶酶体降解。基因敲除实验显示,zDHHC12-/-细胞中NLRP3半衰期延长2小时,导致IL-1β分泌过量。

NOD2的双向调控与疾病关联

zDHHC5对NOD2的Cys395酰化是其膜定位和响应肽聚糖(MDP)的必要条件。临床变异体研究揭示:克罗恩病相关突变体(如R702W)呈现酰化不足,而布劳综合征突变体(C495Y)因持续性酰化导致NF-κB信号异常激活。值得注意的是,非酰化NOD2通过SQSTM1/p62依赖的自噬途径清除,该过程可被2-溴棕榈酸(2-BP)加速。

未解之谜与展望

尽管zDHHC5被确认为NOD2主要修饰酶,其辅助蛋白Golga7b的调控作用尚未验证。NLRP3研究中,不同团队报告的修饰酶差异(zDHHC1/3/5/7/12)可能反映细胞类型特异性或实验体系偏差。未来需开发时空分辨的S-酰化检测技术,以解析这些动态修饰的精确序贯关系。

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