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瓜氨酸化：旧模式的新花样
蛋白质会经历无数种化学修饰，这些修饰会调节其结构、稳定性、功能和与其他分子的相互作用，从而为生物系统增加巨大的复杂性和调节范围。此类翻译后修饰 (PTM) 可由细胞刺激或应激引发，并启动下游反应，使细胞适应其环境并介导增殖、分化和死亡等变化。瓜氨酸可以存在于蛋白质中，这是精氨酸残基的翻译后修饰的结果，称为肽精氨酸脱亚胺化或瓜氨酸化。由于瓜氨酸是一种非编码氨基酸，因此它在蛋白质中的存在表示刺激和反应。尽管瓜氨酸化早在 20 世纪 60 年代就被首次证实 [1]，第一种瓜氨酸化酶肽酰精氨酸脱亚胺酶 (PADI 或 PAD) 也在 20 世纪 80 年代初被分离出来 [2]，但仍有越来越多的细胞活动和病理被证明受到瓜氨酸化的影响，并且在过去 15 - 20 年间取得了长足的进步。现在人们了解到，由五种 PADI 酶组成的小家族具有多种生理和病理生理功能（详见 [3]），但是，我们仍然缺乏对细胞内 PADI 调控机制原理以及它们发挥细胞和生物体功能的机制的基本了解。我们对瓜氨酸化的理解源自许多不同的领域，包括神经生物学、免疫学、生殖生物学、皮肤生理学、细胞信号传导、染色质生物学和转录，以及自身免疫、神经退行性疾病和癌症。尽管 PADI 的调节范围显然很广，但这些酶表现出高度的序列和结构保守性，这表明某些机制原理可能适用于不同同工酶的调节。此外，分析方法学的最新进展，例如靶向质谱和调节 PADI 功能的化学生物学努力，可能适用于许多不同的生物系统。因此，显然需要一个论坛，让来自瓜氨酸化研究不同方面的科学家聚集在一起，讨论他们的工作并交流想法，以促进该领域的进步。因此，第一届蛋白质瓜氨酸化国际会议于 2022 年 10 月在英国举行，得到了皇家学会的慷慨支持（https://royalsociety.org/science-events-and-lectures/2022/10/protein-citrullination/）。本次讨论会聚集了细胞和发育生物学、细胞信号传导、基因转录、癌症生物学和自身免疫领域的科学家，同时还结合了质谱和药理学领域的顶尖专家的重要演讲。本期专题紧随此次会议，报道了与会者的最新研究成果，包括九篇研究论文和六篇评论文章，涵盖了广泛的主题。在本简介中，我们总结了本期所介绍的进展，其中包括对已建立的 PADI 功能的新机制理解和瓜氨酸化生物学中出现的新主题。
花样滑冰对中枢神经系统、社会福祉和心理健康的影响
摘要：花样滑冰运动员需要反复训练复杂的动作，以完成跳跃、旋转和冰上精确的步法。越来越多的证据表明，这些训练与中枢神经系统的解剖和功能变化有关。具体而言，长期训练会使前庭系统习惯于花样滑冰中的不寻常动作。花样滑冰运动员对前庭耳石刺激的适应性也更强。在大脑层面上，花样滑冰运动员在运动图上对下肢活动有更大的皮质表现。此外，滑冰运动员的灰质体积更大，白质各向异性分数发生变化，右小脑半球和蚓部 VI-VII 的体积增加。这些适应性变化有利于运动员的整体身体健康，并影响他们的长期行为、学习和认知状况。以下综述讨论了证明花样滑冰对中枢神经系统结构影响的研究。本文还讨论了花样滑冰的社会和心理益处，以及该研究领域未来可能的发展方向。
药物再利用：旧药变新花样
西地那非是一种磷酸二酯酶抑制剂，最初是为了治疗心绞痛和心力衰竭而开发的。由于对磷酸二酯酶抑制导致血管扩张的可靠药理学知识，以及开发一种具有与硝酸盐类似效果但没有其副作用的药物的需求，导致了化合物“UK-92,480”的开发。1 在 20 世纪 90 年代初的上市前阶段，使用该化合物的临床试验的参与者报告了预期的副作用，例如由于该药物的血管扩张作用而引起的头痛和潮热，很少有参与者报告阴茎勃起。1 然而，尽管在上市前试验中副作用似乎很小，但由于其半衰期非常短以及与硝酸盐的灾难性相互作用，将西地那非用于心血管适应症成为一种没有吸引力的选择。1993 年，首次使用西地那非治疗勃起功能障碍的临床试验在