给大家分享一篇JACS上的文章，文章标题是“A Sweet H2S/H2O2 Dual Release System and Specific Protein S‑Persulfidation Mediated by Thioglucose/Glucose Oxidase”。本文通讯作者是来自布朗大学的Ming Xian教授，其课题组研究方向为开发活性硫物种相关的化学工具。
活性硫物种（RSS）与活性氧物种（ROS）在生物的氧化还原过程中都起着重要的作用。研究最多的RSS是H2S，其与癌症、炎症等多种病理过程密切相关。ROS的中心物质H2O2，其也与老化、神经退行性疾病有关。虽然两者信通路非常不同，但在氧化还原过程中也会发生相互作用。两者在生理条件下直接反应的速度很慢，因此可能是以非直接的方式进行的。如作用于酶或其它信号通路中的靶标，例如蛋白质S-过硫化是H2S导致的重要翻译后修饰，但H2S不能直接与蛋白质的巯基反应形成过硫化修饰，且与二硫键的反应非常缓慢，热力学上不利。通常认为蛋白质S-过硫化是H2S与经H2O2氧化后的巯基S-OH反应所致，因此H2S信号通路需要某种水平的H2O2的参与。为了研究H2S/H2O2共同作用的体系，作者发展出了能同时缓慢释放H2S/H2O2的系统。
葡萄糖氧化酶参与葡糖糖的氧化并将O2转化为H2O2，在生物研究中常用于H2O2的释放。作者设想使用硫代葡萄糖作为底物，最终产物经过水解会释放H2S，同时也会释放H2O2。经过测试，在体外条件下只有硫代葡萄糖时不会释放H2S，而加入葡萄糖氧化酶后明显观测到H2S的释放。同时作者也观测到了H2O2的释放，并且由于H2O2与H2S间缓慢的反应，其释放不会受到相互的影响，作者对H2O2与H2S的反应产物H2SN进行了监测，几乎没有出现。
作者接下来测试该体系能否引发S-过硫化修饰。在小分子如Cys，GSH上，加入葡萄糖氧化酶及硫代葡萄糖不会引发过硫化修饰。而在蛋白层面上，作者成功使用该体系在BSA上引入了过硫化修饰，而使用H2O2与Na2S的反应来引发过硫化修饰时，需要使用较高的浓度，而高浓度对于真实生物体系来说是不现实的。过去常用高浓度H2O2处理蛋白，接着加入H2S，而第一步时容易引发过氧化，造成蛋白质上亚硫酸、硫酸基团的产生。而葡萄糖氧化酶与硫代葡萄糖的反应则缓慢稳定地产生H2O2与H2S，避免了过氧化的产生。
作者也展示了该体系可调节的能力，例如使用硫代乳糖，在半乳糖苷酶催化下才产生硫代葡萄糖，进而在葡萄糖氧化酶催化下产生H2O2与H2S，即可使用双酶催化来调节H2O2与H2S的产生。也可使用硫代葡萄糖氧化的二硫化物，在GSH作用之后释放硫代葡萄糖，进而在葡萄糖氧化酶催化下产生H2O2与H2S。
本文作者：JGG
责任编辑：KLH
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.1c06372
文章引用：10.1021/jacs.1c06372
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