朱秋雁:
翻译后修饰是调节各种生物过程的关键表观遗传机制。赖氨酸乙酰化修饰作为组蛋白的翻译后修饰,已在基因转录调控作用中被进行了广泛研究。
蛋白质的精确控制对于生物体的功能至关重要。在不同的调节过程中,可逆性翻译后修饰(PTM)是极好的控制蛋白质功能的机制。其中一个关键优势在于PTM比蛋白质调节速度更快,且需要更低的能量。
Vincent Allfrey 团队于1964年首次在组蛋白上发现了赖氨酸乙酰化修饰。乙酰化修饰是在进化上保守的PTM,其同时存在于原核生物和真核生物。哺乳动物组蛋白乙酰基转移酶(HAT)、去乙酰化酶(HDAC)的发现与鉴定,乙酰赖氨酸Reader结构域的发现,以及去乙酰化酶抑制剂的发现为非组蛋白乙酰化修饰的研究铺平了道路。
在过去的十年中,基于质谱的蛋白质组学极大地加速了内源性乙酰化蛋白质的发现与鉴定,同时也揭示了非组蛋白乙酰化的调节过程。 鉴于非组蛋白乙酰化的发现,HAT和HDAC分别更名为赖氨酸乙酰转移酶(KAT)和赖氨酸脱乙酰酶(KDAC)。成千上万个乙酰化位点的鉴定引起了生物医学工作者的极大兴趣。更重要的是,越来越多的工作表明,非组蛋白乙酰化参与了所有主要生物过程。
蛋白质组学分析的结果表明,非组蛋白乙酰化的频率非常高,且这些蛋白构成哺乳动物细胞中乙酰化蛋白的主要部分。事实上,非组蛋白乙酰化涉及生理和疾病相关的关键细胞过程,如基因转录,DNA损伤修复,细胞分裂,信号转导,蛋白质折叠,自噬和新陈代谢等。
乙酰化修饰通过多种机制影响蛋白质功能,包括调节蛋白质稳定性,酶活性,亚细胞定位和与其他翻译后修饰的crosstalk以及通过调控蛋白质-蛋白质、蛋白质-DNA相互作用等。