Gasdermin D (GSDMD)是细胞焦亡的关键执行者，但是GSDMD的翻译后修饰对细胞焦亡的调控作用仍待探索。2024年2月，四川二本大学师福山教导销售团队在Cell Death& Disease上发表了题为“Crosstalk of HDAC4, PP1, and GSDMD in controlling pyroptosis”的文章。在这项研究中，作者发现GSDMD可以在赖氨酸248残基处发生乙酰化，并且这种乙酰化增强了焦亡。将组蛋白脱乙酰酶 4（HDAC4）确定为负责介导GSDMD脱乙酰化的特异性脱乙酰酶，从而抑制体外和体内的焦亡。GSDMD的去乙酰化会损害其泛素化，从而抑制焦亡。有趣的是，HDAC4的磷酸化作为一种关键的调节机制出现，促进其去乙酰化GSDMD和抑制GSDMD介导焦亡的能力。拜谱微生物为该研究提供LC-MS/MS核胆固醇谱剖析，揭示了一个涉及HDAC4、PP1和GSDMD的复杂调控网络。这些发现为乙酰化、泛素化和磷酸化在焦亡调节中的相互作用提供了有价值的见解，为炎症细胞死亡领域的进一步研究提供了潜在的靶点。

内容命名：Crosstalk of HDAC4, PP1, and GSDMD in controlling pyroptosis（Cell Death& Disease，IF=9.2，2024.2） 客服部门：福建社会 设计板材：人源IP蛋清

拜谱提供技术：LC-MS/MS蛋白酶质谱定性分析

一、科学研究数据

01.GSDMD的K248残基的乙酰化设定焦亡

作者通过前期实验发现，GSDMD的乙酰化促进细胞焦亡。为了确定GSDMD中潜在的乙酰化位点，作者对经过TSA处理的HEK293T细胞中获得的Flag-GSDMD进行了质谱具体分析，并使用软件预测赖氨酸修饰位点。结果发现四种潜在的赖氨酸残基：K103、K145、K248和K387。序列比较发现，Lys103、Lys145和Lys248是GSDMD同源物中保守的乙酰化基序。因此，作者基于GSDMD全长或GSDMD-p30构建了几个突变体（K103R，K145R，K248R和K387R）。结果表明，赖氨酸248在GSDMD中作为乙酰化位点起着关键作用（图1A-D）。此外，GSDMD-KO THP-1细胞中GSDMD-K248R的重建导致的细胞死亡比GSDMD-WT更轻（图1E-F）。此外，作者还开发了GSDMD的结构模型，其乙酰基连接到K248残基上（图1G）。免疫荧光分析表明，与GSDMD-WT相比，GSDMD-K248R不影响其定位（图1H）。因此，这些发现表明Lys248是乙酰化最关键的残基之一。

图1| GSDMD在赖氨酸248处引发乙酰化(图源：Xu W., et al., Cell Death Dis., 20

02.HDAC4可抑制GSDMD介导的焦亡

如前所述，GSDMD的乙酰化在TSA处理时显著增加，表明了HDAC家族脱乙酰酶的参与。为了鉴定GSDMD的特异性脱乙酰酶，作者对有或没有TSA处理的标记GSDMD进行了质谱研究分析，该分析表明HDAC4为GSDMD的特异性脱乙酰酶（图2A）。免疫共沉淀分析证实了GSDMD和HDAC4在HEK293T细胞中存在显著相互作用（图2B），作者还在THP-1细胞中以及猪和小鼠中观察到这种相互作用（图2C）。作者进一步研究了HDAC4对不同物种GSDMD诱导的焦亡的影响。结果表明，HDAC4显著抑制了来自不同物种的GSDMD诱导的焦亡（图2F），此外作者在体外实验中也得到了相同的结果。

图2| HDAC4克制癌细胞焦亡(图源：Xu W., et al., Cell Death Dis., 2024)

03.血清磷酸酶1（PP1）控制HDAC4的磷碱化

小编凭借调查Ser 246、Ser 467和Ser 632这几个磷硝化影响位点对HDAC4的去乙酰化活性氧很浓要。犹豫HDAC4的磷硝化影响及其去乙酰化效率相应的，且有文献综述了解蛋白质磷酸酶1（PP1）负责任调整GSDMD磷硝化影响并抑止焦亡。采取HDAC4也抑止组织细胞焦亡，小编比如PP1与HDAC4彼此影响。结局查证HDAC4我觉得与PP1彼此影响，相似于它与GSDMD的彼此影响。后来小编凭借PP1抑止剂冈田酸(OA)除理调查或者转染调查发现了PP1凭借使HDAC4去磷硝化影响参加GSDMD脱乙酰化的的过程。 著者马上又试论了GSDMD的乙酰化和泛素化当中的影响。在TSA处里、HDAC4转染实验英文同时建设乙酰化虚拟突变的体发现GSDMD的乙酰化提高了其泛素化，这反回来又提高了GSDMD介导的组织焦亡，乙酰化和泛素化在转换GSDMD功能表上存有转换串扰。

二、 拜谱工作小结

在这项研究中，研究团队揭示了一种以前未知的GSDMD翻译后修饰，并阐明了GSDMD、HDAC4和PP1在焦亡调节中的新相互作用。GSDMD和HDAC4的翻译后修饰（泛素化、乙酰化和磷酸化），在调节焦亡中起着至关重要的作用。不同PTM之间的相互作用以及HDAC4和PP1的参与增加了焦亡调节的复杂性，并进一步加深了我们对这一重要生物过程的理解。这些发现为细胞焦亡的机制提供了见解，并为干预炎症相关疾病提供了机会。这一过程中拜谱动物提供了LC-MS/MS淀粉酶质谱探讨，拜谱生物可提供完善成熟的蛋白组学、修饰蛋白质组学、代谢组学等多组学产品技术服务，助力发表高分文献，欢迎致电咨询！

参考选取论文文献综述：Xu W, Jin Q, Li X, Li D, Fu X, Chen N, Lv Q, Shi Y, He S, Dong L, Yang Y, Yan Y, Shi F. Crosstalk of HDAC4, PP1, and GSDMD in controlling pyroptosis. Cell Death Dis. 2024 Feb 7;15(2):115. doi: 10.1038/s41419-024-06505-z.