羰基化诱导的蛋白质交联寡聚体是皮肤黄化的关键分子机制

《Scientific Reports》：Carbonylation-driven oligomerization causes protein discoloration as a potential mechanism of skin tone alteration

　　

摘要

皮肤黄化是一个主要的与年龄相关的困扰，尤其是在北亚人群中，且疑似与蛋白质羰基化相关。然而，将皮肤黄化与蛋白质羰基化联系起来的精确化学机制仍不清楚。本研究通过研究由羰基化诱导的蛋白质黄化过程来阐明这些机制。采用体外皮肤模型和蛋白质溶液，本研究证明，由脂质过氧化产生的代表性活性醛 4-羟基壬烯醛 (4-HNE) 触发蛋白质羰基化，随后导致交联寡聚体的形成，视觉上表现为黄化。通过 GB1 模型蛋白及其突变体、核磁共振和基质辅助激光解描电离飞行时间质谱表征揭示，交联寡聚体而非初始羰基化事件是蛋白质变色的主要来源。此外，黄化强度与寡聚体的大小和/或结构相关。最后，谷胱甘肽 (GSH)、半胱氨酸 (Cys) 和组氨酸 (His) 等亲核清除剂被证明能显著抑制蛋白质黄化和寡聚化。这些结果建立了蛋白质羰基化与可见变色之间的首个机制联系，为针对性皮肤干预提供了新颖见解，并推进了对衰老生物学和蛋白质化学的理解。