酿酒酵母线粒体呼吸链复合体II和IV的亚硝化应激调控机制研究

这篇研究揭示了亚硝化应激（nitrosative stress）通过S-亚硝基化（S-nitrosylation）修饰抑制酿酒酵母（S. cerevisiae）线粒体呼吸链复合体II（SDH）和复合体IV（COX）的组装与功能，首次在体内模型中阐明了活性氮物种（RNS）通过翻译后修饰调控线粒体呼吸链超复合体（super-complexes）的动态平衡机制，为相关人类疾病（如阿尔茨海默病、糖尿病）的线粒体功能障碍研究提供了新视角。

　　

Highlight
亚硝化应激通过S-亚硝基化修饰调控酿酒酵母线粒体呼吸链复合体II（SDH）的活性，并首次在体内模型中揭示其对呼吸链超复合体组装的破坏机制。

S. cerevisiae W303在呼吸培养基中表现出亚硝化应激敏感性
研究发现，野生型酿酒酵母W303在含硝普钠（SNP）和S-亚硝基谷胱甘肽（GSNO）的呼吸培养基（YPGE）中生长显著受抑，而发酵培养基（YPD）中影响较小。线粒体耗氧率（OCR）在琥珀酸和ADP刺激下严重受损，提示呼吸链功能被特异性靶向。

复合体II的S-亚硝基化是关键调控节点
通过生物化学分析，团队首次发现复合体II琥珀酸脱氢酶（SDH）亚基Sdh2发生S-亚硝基化修饰，导致其酶活丧失。内源性RNS水平升高的Δsfa1突变株同样显示SDH修饰增强，证实该调控的生理相关性。

复合体III/IV活性不可逆抑制与超复合体解体
蓝绿原生胶电泳（BN-PAGE）显示，亚硝化应激导致III₂IV₂和III₂IV₁超复合体组装显著减少。Western blot检测到复合体IV亚基Cox2表达量双重下调（转录与翻译水平），伴随蛋白质酪氨酸硝化水平剂量依赖性升高。

讨论
该研究为"亚硝化应激-线粒体呼吸链动态失衡"轴提供了直接证据：1）SDH的S-亚硝基化是呼吸抑制的关键开关；2）超复合体组装障碍可能是阿尔茨海默病等疾病中线粒体碎片化的前驱事件。

Conclusion
研究首次阐明环境NO浓度通过S-亚硝基化/硝化修饰直接重编程酵母线粒体呼吸链，其中SDH亚基II的翻译后修饰（如图12所示）构成核心调控枢纽，为靶向干预相关病理过程提供了新思路。