半胱氨酸作为唯一含巯基（-SH）的氨基酸，其动态氧化还原修饰在细胞信号转导、代谢调控及疾病发生中扮演核心角色。近年来，随着质谱技术与组学方法的突破，半胱氨酸修饰研究迎来爆发式增长——从经典的S-棕榈酰化、硫巯基化到新兴的烷基化修饰，其分子机制与病理关联不断刷新认知。这些突破性发现不仅揭示半胱氨酸修饰网络的复杂性，更凸显其在精准医学中的转化潜力，为疾病标志物发现与靶向治疗开辟全新视角。

近半年，多篇高分研究聚焦半胱氨酸修饰对肿瘤免疫、代谢重编程的调控作用，相关成果频登CNS等顶刊。

高分研究速递：解码半胱氨酸修饰的生物学密码

01、线粒体翻译调控枢纽：氧化修饰决定细胞命运

文章标题：Oxidation of retromer complex controls mitochondrial translation （Nature 2025 | IF=50.5）

Bar-Peled团队发现VPS35的Cys673氧化修饰是ROS信号传导的关键。过氧化氢诱导该位点亚磺酸化，导致复合体解离和SLC7A1定位异常，降低线粒体精氨酸tRNA电荷率，使MT-CO2表达量下降。卵巢癌患者VPS35低表达与铂类耐药相关。该研究揭示半胱氨酸氧化修饰通过膜运输重编程调控亚细胞器翻译的机制，为代谢性疾病和化疗耐药提供了精准干预靶点。

图1 模式图

（图源：Zhang, et al., Nature, 2025）

02、肠道氧化应激调控者：低输入技术突破瓶颈

文章标题：Low-input redoxomics facilitates global identification of metabolic regulators of oxidative stress in the gut（Signal Transduct Target Ther 2025 | IF=40.8）

戴伦治团队开发了一种低样本量氧化还原组学技术，能同步分析肠道中五种半胱氨酸氧化态。在食蟹猴肠道衰老模型中，发现S-谷胱甘肽化修饰随衰老升高，与细胞黏附通路相关，而S-亚硝基化调控肠道免疫。研究还揭示了富马酸盐在结肠炎小鼠模型中的作用，降低Cys氧化水平，促进线粒体呼吸链蛋白表达，降低结肠病理评分。该技术为炎症性肠病和代谢性疾病提供了新工具和靶点。

全文解读链接：STTT（IF 40.8）｜半胱氨酸修饰蛋白组学如何揭秘衰老机制？

图2 流程图

（图源：Xiao, et al., Signal Transduct Target Ther, 2025）

03、免疫治疗耐药突破：烷基化修饰稳定PD-L1

文章标题：Itaconate transporter SLC13A3 confers immunotherapy resistance via alkylation-mediated stabilization of PD-L1（Cell Metabolism 2025 | IF=27.7）

李磊团队发现巨噬源性衣康酸通过SLC13A3进入肿瘤细胞，诱导PD-L1蛋白Cys272位点发生烷基化修饰，抑制其降解。SLC13A3高表达患者对抗CTLA-4响应率低。敲除Slc13a3基因可提升小鼠模型中肿瘤浸润CD8+T细胞比例，提高联合治疗效果。该研究建立"代谢物-转运体-修饰靶点"免疫调控轴，提示烷基化修饰监测对耐药机制解析的关键作用。

图3 模式图

（图源：Fan, et al., Cell Metab, 2025）

04、衰老干预新靶点：硫巯基化修饰激活代谢引擎

文章标题：Ergothioneine improves healthspan of aged animals by enhancing cGPDH activity through CSE-dependent persulfidation（Cell Metabolism 2025 | IF=27.7）

Milos R Filipovic团队发现Ergothioneine（ET）通过硫巯基化修饰逆转衰老。ET增加H2S生成，诱导蛋白质硫巯基化修饰，提升胞质甘油-3-磷酸脱氢酶活性，升高NAD水平，改善老年大鼠肌肉功能，延长线虫寿命。该研究建立H2S-硫磺酸化-NAD代谢轴，为衰老相关代谢衰退提供精准干预策略。

全文解读链接：Cell Metab热点研究 | 在抗衰老热潮中，硫巯基化修饰为何脱颖而出？

图4 模式图

（图源：Fan, et al., Cell Metab, 2025）

05、肝癌治疗新靶点：S-棕榈酰化驱动脂代谢失控

文章标题：ZDHHC20 mediated S-palmitoylation of fatty acid synthase (FASN) promotes hepatocarcinogenesis（Molecular Cancer 2024 | IF=27.7）

徐波团队和肖明明团队发现ZDHHC20介导的FASN S-棕榈酰化修饰在肝癌中起关键作用，通过CRISPR/Cas9和棕榈酰化修饰组学技术，揭示FASN的Cys1471和Cys1881位点的棕榈酰化可抑制其降解，提升蛋白稳定性。在肝癌模型中，ZDHHC20敲除降低肿瘤发生率，脂质代谢基因表达下调。该研究为肝癌治疗策略提供了理论依据。

全文解读链接：新贵顶流“棕榈酰化”项目文章| Mol Cancer（IF27.7）棕榈酰化调控肝癌发生发展

图5 模式图

（图源：Mo, et al., Mol Cancer, 2024）

从科学发现到转化应用：半胱氨酸修饰组学技术赋能

半胱氨酸修饰不是简单的化学副反应，而是精密调控的生命密码——从脂代谢重编程到免疫检查点调控，从ROS信号解码到细胞器互作，其动态变化直接决定疾病的发生与转归。

拜谱生物作为国内领先的多组学服务公司，深耕氧化还原修饰蛋白质组学领域多年，针对传统蛋白组学技术富集效率低、修饰类型少等问题，推出了棕榈酰化、亚硝基化、谷胱甘肽化、硫巯基化、次磺酸化、total氧化还原、游离巯基的7大修饰系列产品，构建了产品最全面、技术体系最成熟的半胱氨酸氧化还原系列修饰组学产品，可实现：

•深度覆盖：单次检测捕获半胱氨酸修饰位点更多；

•动态解析：精准定量氧化、酰化等多类型修饰丰度；

•机制挖掘：结合蛋白组、代谢组、转录组数据构建调控网络；

无论您是探索疾病机制、开发靶向药物，还是寻找生物标志物，我们可提供从实验设计到数据挖掘的一站式解决方案，助力高分文章发表，抢占学术前沿！

参考文献：

[1] Zhang J, Ali MY, Chong HB, et al. Oxidation of retromer complex controls mitochondrial translation. Nature. 2025 Mar 26. doi: 10.1038/s41586-025-08756-y

[2] Xiao X, Hu M, Gao L, et al.. Low-input redoxomics facilitates global identification of metabolic regulators of oxidative stress in the gut. Signal Transduct Target Ther. 2025 Jan 8;10(1):8. doi: 10.1038/s41392-024-02094-7

[3] Fan Y, Dan W, Wang Y, et al. Itaconate transporter SLC13A3 confers immunotherapy resistance via alkylation-mediated stabilization of PD-L1. Cell Metab. 2025 Feb 4;37(2):514-526.e5. doi: 10.1016/j.cmet.2024.11.012

[4] Petrovic D, Slade L, Paikopoulos Y, et al. Ergothioneine improves healthspan of aged animals by enhancing cGPDH activity through CSE-dependent persulfidation. Cell Metab. 2025 Jan 15:S1550-4131(24)00490-X. doi: 10.1016/j.cmet.2024.12.008

[5] Mo Y, Han Y, Chen Y, et al. ZDHHC20 mediated S-palmitoylation of fatty acid synthase (FASN) promotes hepatocarcinogenesis. Mol Cancer. 2024 Dec 19;23(1):274. doi: 10.1186/s12943-024-02195-5