Pinpointing of cysteine oxidation sites in vivo by high-resolution proteomics reveals mechanism of redox-dependent inhibition of STING
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Protein function is regulated by post-translational modifications, among which reversible oxidation of Cys (Cys ox-PTM) emerged as a key regulatory mechanism of cellular responses. The redox regulation of virus-host interactions is well documented, but in most cases, proteins subjected to Cys ox-PTM remain unknown. The identification of Cys ox-PTM sites in vivo is essential to underpin our understanding of the mechanisms of the redox regulation. In this study, we present a proteome-wide identification of reversible Cys ox-PTM sites in vivo during stimulation by oxidants using a maleimide-based bioswitch method coupled to mass spectrometry. We identified 2720 unique Cys ox-PTM sites encompassing 1473 proteins with distinct abundance, location and functions. Label-free quantification (LFQ)-based analysis revealed the enrichment of ox-PTM in numerous pathways, many relevant to virus-host interaction. Here, we focused on the oxidation of STING, the central adaptor of the innate immune type I interferon pathway induced upon detection of cytosolic DNA. We provide the first in vivo demonstration of reversible oxidation of Cys 148 and Cys 206 of STING. Molecular analyses led us to establish a new model in which Cys 148 oxidation is constitutive, while Cys 206 oxidation is inducible by oxidative stress or by the natural ligand 2’3’-cGAMP. We show that oxidation of Cys 206 has an inhibitory function to prevent STING hyperactivation through the constraint of a conformational change associated with the formation of inactive polymers containing intermolecular disulfide bonds. This provides new ground for the design of therapies targeting STING relevant to autoinflammatory disorders, immunotherapies and vaccines. Brief summary of the main results The function of proteins is regulated by post-translational modifications, among which reversible oxidation of Cys recently emerged as a key component. Comprehension of redox regulation of cellular responses requires identification of specific oxidation sites in vivo. Using a bioswitch method to specifically label Cys subjected to reversible oxidation coupled to mass spectrometry, we identified thousands of novel oxidation sites. Many are relevant to virus-host interaction pathways. Here, we focused on the oxidation of STING, an adaptor critical for activating the innate immune type I interferon pathway engaged upon cytosolic DNA sensing. Molecular studies led us to establish a new model in which STING Cys 148 is oxidized at basal levels, while Cys 206 oxidation is induced by oxidative stress and ligand binding. We show that oxidation of Cys 206 has an inhibitory function to prevent STING hyperactivation. This study provides ground for novel research avenues aimed at designing therapeutics that target this pathway.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».