Isoform-Selective PAD2/PAD4 Substrates with Unnatural Amino Acids Enable Cellular Peptidylarginine Deiminase Activity Profiling and Reveal Vimentin Citrullination Effects in Macrophages.
非天然アミノ酸を導入したアイソフォーム選択的PAD2/PAD4基質による細胞内ペプチジルアルギニンデイミナーゼ活性プロファイリングとマクロファージにおけるビメンチンシトルリン化の影響の解明 (機械翻訳の邦題)
記録の確認項目
- 研究デザイン
- その他の原著論文
- 対象
- ヒト
- 出版年
- 2025
- 出典
- doi.org
- 抄録の表示
- 表示あり
- 出版状態
- 有効な記録
- 状態確認日
- 2026/08/17
- 収集日
- 2026/08/03
- 鮮度
- 確認期限内
- 確認段階
- 自動処理
- 記録状態
- 公開
日本語要約(機械生成)
ペプチジルアルギニンデイミナーゼ(PAD)はカルシウム依存的にアルギニンをシトルリンへ変換する酵素であり、特にPAD2とPAD4は組織分布や基質特異性が異なるが、アイソフォーム選択的基質が不足していた。本研究では、HyCoSuL法を用いて100種類以上の非天然アミノ酸を含むペプチドライブラリから、PAD2およびPAD4に選択的な蛍光基質を開発した。基質特異性の解析により、PAD2はP2位に広い許容性を示す一方、PAD4はアスパラギン酸を好むことが判明した。設計した基質を用いてTHP-1マクロファージのPAD活性を測定したところ、PMA/LPS刺激単球ではPAD2活性が優位であった。さらに、PAD4によるビメンチンのシトルリン化がカスパーゼおよびカルパインによる切断感受性を調節し、DAMPとしての機能に影響を与える可能性が示された。これらの成果は、PADアイソフォーム選択的阻害剤やプローブの開発に寄与する。
この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。
抄録
Peptidylarginine deiminases (PADs) catalyze the calcium-dependent conversion of arginine to citrulline, which affects diverse cellular processes. Among the human PAD isoforms, PAD2 and PAD4 are particularly relevant because of their distinct tissue distributions and substrate preferences. However, the lack of isoform-selective substrates has limited our ability to discriminate between their activities in biological systems. In this study, we developed PAD2- and PAD4-selective fluorogenic peptide substrates using the Hybrid Combinatorial Substrate Library (HyCoSuL) strategy, which incorporates both natural and over 100 unnatural amino acids. Substrate specificity profiling at P4-P2 positions revealed that PAD2 tolerates a broader range of residues, particularly at the P2 position, whereas PAD4 displays more selective preferences, favoring aspartic acid at this site. Based on these insights, we designed and validated peptide substrates with high selectivity for PAD2 or PAD4, enabling isoform-specific kinetic analysis in vitro. We demonstrated the utility of these substrates in profiling PAD activity in THP-1 macrophages, revealing dominant PAD2 activity in PMA (phorbol 12-myristate 13-acetate)/LPS (lipopolysaccharide)-stimulated monocytes. Furthermore, PAD4-mediated citrullination of vimentin modulates its susceptibility to caspase and calpain cleavage, potentially altering its function as a damage-associated molecular pattern (DAMP). Our findings provide a framework for the development of PAD-selective inhibitors and chemical probes, enabling the precise dissection of isozyme-specific PAD functions in health and disease.
MeSH
DOI 10.1021/acs.biochem.5c00391
PMID 40994104
原文・出典を見る →