A metabolite-derived protein modification integrates glycolysis with KEAP1–NRF2 signalling

KEAP1型 半胱氨酸 细胞生物学 化学 生物化学 甲基乙二醛 转录因子 糖酵解 泛素 小分子 生物 基因
作者
Michael J. Bollong,Gihoon Lee,John S. Coukos,Hwayoung Yun,Claudio Zambaldo,Jae Won Chang,Emily N. Chin,Insha Ahmad,Arnab K. Chatterjee,Luke L. Lairson,Peter G. Schultz,Raymond E. Moellering
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:562 (7728): 600-604 被引量:331
标识
DOI:10.1038/s41586-018-0622-0
摘要

Mechanisms that integrate the metabolic state of a cell with regulatory pathways are necessary to maintain cellular homeostasis. Endogenous, intrinsically reactive metabolites can form functional, covalent modifications on proteins without the aid of enzymes1,2, and regulate cellular functions such as metabolism3-5 and transcription6. An important 'sensor' protein that captures specific metabolic information and transforms it into an appropriate response is KEAP1, which contains reactive cysteine residues that collectively act as an electrophile sensor tuned to respond to reactive species resulting from endogenous and xenobiotic molecules. Covalent modification of KEAP1 results in reduced ubiquitination and the accumulation of NRF27,8, which then initiates the transcription of cytoprotective genes at antioxidant-response element loci. Here we identify a small-molecule inhibitor of the glycolytic enzyme PGK1, and reveal a direct link between glycolysis and NRF2 signalling. Inhibition of PGK1 results in accumulation of the reactive metabolite methylglyoxal, which selectively modifies KEAP1 to form a methylimidazole crosslink between proximal cysteine and arginine residues (MICA). This posttranslational modification results in the dimerization of KEAP1, the accumulation of NRF2 and activation of the NRF2 transcriptional program. These results demonstrate the existence of direct inter-pathway communication between glycolysis and the KEAP1-NRF2 transcriptional axis, provide insight into the metabolic regulation of the cellular stress response, and suggest a therapeutic strategy for controlling the cytoprotective antioxidant response in several human diseases.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
我独舞完成签到 ,获得积分10
1秒前
zouzh完成签到 ,获得积分10
8秒前
franklin完成签到,获得积分10
10秒前
Crssss完成签到 ,获得积分10
13秒前
15秒前
Kang完成签到,获得积分10
19秒前
海之恋心完成签到 ,获得积分10
19秒前
略略略完成签到,获得积分10
21秒前
过时的访梦完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
27秒前
曾经的康乃馨完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
雪流星完成签到 ,获得积分10
31秒前
能干的月光完成签到,获得积分10
31秒前
亭亭发布了新的文献求助20
33秒前
杨飞完成签到,获得积分10
34秒前
hyl关闭了hyl文献求助
36秒前
leungzzz完成签到 ,获得积分10
37秒前
赘婿应助lixinglei采纳,获得10
37秒前
40秒前
真实的画板完成签到 ,获得积分10
41秒前
TUMI完成签到 ,获得积分10
42秒前
43秒前
路冰发布了新的文献求助10
44秒前
46秒前
lixinglei发布了新的文献求助10
50秒前
欣喜的高烽完成签到,获得积分10
50秒前
学不完了发布了新的文献求助10
52秒前
时迁完成签到 ,获得积分10
52秒前
鹊谣完成签到,获得积分10
55秒前
爱笑的保温杯关注了科研通微信公众号
59秒前
hyl关闭了hyl文献求助
1分钟前
深情安青应助自由涵山采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
talksilence完成签到,获得积分10
1分钟前
AXX041795完成签到 ,获得积分10
1分钟前
傻傻的飞丹完成签到 ,获得积分10
1分钟前
luluw完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yyy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Health Psychology 800
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Electric machines: theory, operating applications, and controls 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
When Is Two-Stage Sample Robust Optimization Asymptotically Optimal? 500
Discerning Saints: Moralization of Intrinsic Motivation and Selective Prosociality at Work 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7592642
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9169893
关于积分的说明 19626436
捐赠科研通 7170541
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3267520
关于科研通互助平台的介绍 2432371
邀请新用户注册赠送积分活动 2260012