蛋白质乙酰化

protein-acetylation

N-乙酰化,即将一个乙酰基连到氮上的修饰,通过可逆或不可逆机理,出现在几乎所有真核生物的蛋白质中。N末端乙酰化首先需要利用甲硫氨酸氨基肽酶(MAP)将肽段N末端的蛋氨酸酶切,然后利用N-乙酰化酶(NAT),将乙酰辅酶A上的一个乙酰基替换氨基酸。这类乙酰化是一种共翻译,在这个过程中,肽段一边在核糖体上合成,同时N段在发生乙酰化。虽然80%到90%的真核生物蛋白以这种方式乙酰化,但具体的生物意义仍然不明。

组蛋白N末端的赖氨酸ε-NH2上的乙酰化(称为赖氨酸乙酰化作用)是基因转录调控的常用手段。组蛋白乙酰化是一个可逆过程,通过减轻染色体收缩来促进转录。这些赖氨酸残基的乙酰化受到具有组蛋白乙酰转移酶(HAT)活性的转录因子的调控。具有HAT活性的转录因子是转录协同激活因子,而组蛋白脱乙酰酶(HDAC)是共抑制体,通过降低赖氨酸乙酰化水平及增强染色体收缩来扭转乙酰化的生物学效应。

去乙酰化酶(沉默信息调节因子)是一组靶向组蛋白的NAD依赖的脱乙酰酶。如同它们的名字,它们主要通过高度乙酰化组蛋白来保持基因沉默,曾有报道它们也对保持基因稳定有帮助。

虽然乙酰化是在组蛋白中最先被发现的,细胞质蛋白也曾被报道可以被乙酰化,因此乙酰化似乎在细胞生物学中扮演着更重要的角色,而不仅仅是转录调控。此外,乙酰化和其他翻译后修饰,如磷酸化、泛素化和甲基化之间的交互左右可以改变乙酰化蛋白的生物功能。

蛋白乙酰化可以用乙酰化特异性的抗体通过染色体免疫共沉淀(ChIP)法检测,或使用质谱来测定,在质谱中组蛋白的理论分子量增加42Da代表一个乙酰化修饰。