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中南大学团队揭示赖氨酸琥珀酰化调控红细胞生成新机制

来源:生命科学学院 点击次数:次 发布时间:2025年02月09日 作者:胡艺俏

本网讯 近日,中南大学生命科学学院、湘雅二医院等团队联合在国际血液专业权威期刊《血液学》(Haematologica)在线发表了题为“赖氨酸琥珀酰化精确调控正常红细胞生成(Lysine succinylation precisely controls normal erythropoiesis)”的研究论文。该研究全面揭示了红细胞分化过程中蛋白质琥珀酰化的情况,为红系生理和病理研究提供了重要信息。中南大学生命科学学院刘静教授、梁龙副教授以及中南大学湘雅二医院血液科盛岳教授为论文共同通讯作者,生命科学学院博士研究生胡彬和龚晗为该论文的共同第一作者。

红细胞(RBC)是血液中数量最多的一种血细胞,主要功能是运输和交换氧及二氧化碳。红系发育异常将导致红系相关疾病的发生,如地中海贫血和骨髓增生异常综合征等。蛋白质琥珀酰化修饰是指琥珀酰基团供体通过酶学或者非酶学的方式将琥珀酰基团共价结合到底物蛋白质的赖氨酸残基的过程。它参与了很多核心能量代谢途径,影响线粒体中的代谢过程,对线粒体失调相关疾病的研究具有重要价值。

该研究通过检测人类红系细胞中多种酰基辅酶A(如乙酰基、琥珀酰基和丙二酰基等),发现琥珀酰辅酶A水平在红系分化过程中显著上调。质谱分析显示,蛋白质琥珀酰化水平伴随红系分化逐步升高,而抑制这一修饰会显著阻碍红系分化进程。小鼠骨髓移植模型进一步证实,蛋白质琥珀酰化对体内红细胞生成具有重要作用。通过对人脐带来源的红系祖细胞(HUDEP2)进行蛋白质组学与琥珀酰化组学分析,研究人员鉴定出939种琥珀酰化蛋白及3540个修饰位点。结合生物信息学分析与实验验证,研究首次确认细胞色素C(CYCS)是依赖琥珀酰化修饰调控红细胞生成的关键调节因子。这一成果揭示了赖氨酸琥珀酰化的精确调控对红细胞发育的重要性,并为红系相关疾病的诊断与治疗提供了新思路。

琥珀酰化组学模式图

中南大学湘雅医院、湖南大学、南华大学以及美国纽约血液中心等多家单位合作参与了本研究。该项目得到国家自然科学基金等项目的资助。

(一审:袁昕月 二审:余学飞 三审:唐潇珺)


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