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，浙江省高中师福山教援团对在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。拜谱动物为该研究提供LC-MS/MS膳食纤维质谱深入分析，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。

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拜谱提供技术：LC-MS/MS淀粉酶质谱分折

一、研究探讨结局

01.GSDMD的K248残基的乙酰化调结焦亡

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进行了质谱分析一下，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处会出现乙酰化(图源：Xu W., et al., Cell Death Dis., 20

02.HDAC4调控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进行了质谱分折，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可以抑制神经元焦亡(图源：Xu W., et al., Cell Death Dis., 2024)

03.蛋清磷酸酶1（PP1）上下调整HDAC4的磷硝化作用

小编使用實驗Ser 246、Ser 467和Ser 632这这三个磷酸性反应位点对HDAC4的去乙酰化几丁质酶比较重要。在HDAC4的磷酸性反应二者去乙酰化特性关联，且有参考文献新闻稿蛋清磷酸酶1（PP1）进行宏观调控GSDMD磷酸性反应并克制焦亡。考虑到HDAC4也克制细胞系焦亡，小编假设检验PP1与HDAC4相护效用。结局否认HDAC4的确是与PP1相护效用，相仿于它与GSDMD的相护效用。随后不久小编使用PP1克注射剂冈田酸(OA)外理實驗同时转染實驗证明了PP1使用使HDAC4去磷酸性反应参予GSDMD脱乙酰化的方式。 作家那么探析了GSDMD的乙酰化和泛素化内的原因。进行TSA净化处理、HDAC4转染实验设计与建设方案乙酰化摸拟变动体挖掘GSDMD的乙酰化提高了其泛素化，这反出去又提高了GSDMD介导的神经元焦亡，乙酰化和泛素化在调低GSDMD功能表地方发生调低串扰。

二、 拜谱总结ppt

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。这一过程中拜谱生态学提供了LC-MS/MS蛋清质谱定量分析，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！

考生文献资料：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.