蛋白质乙酰化修饰在细胞自噬中的作用进展

蛋白质翻译后修饰与细胞自噬的关系是近几年来的研究热点.自噬的发生需要多类蛋白质协同完成.在此过程中,蛋白质的乙酰化修饰对细胞自噬起着十分重要的调节作用.本文就近年来的研究从两个角度进行了总结:一方面总结了蛋白质乙酰化修饰与自噬关系的功能性研究,主要涉及组蛋白、转录因子以及与乙酰辅酶A代谢过程中相关酶的研究进展;另一方面概括了细胞自噬过程中蛋白质乙酰化修饰组学的研究进展.乙酰化酶/去乙酰化酶是蛋白质乙酰化修饰水平的主要调控者,阐明酶与底物的关系将是深入探讨乙酰化修饰与细胞自噬关系的关键所在.这些研究结果必将为揭开细胞自噬机制提供理论基础.     

代谢酶乙酰化修饰对新陈代谢的调控

蛋白质的赖氨酸乙酰化修饰可以定义为在蛋白质的赖氨酸残基上添加或移除一个乙酰基团,这个过程是由乙酰化酶和脱乙酰酶调控的.真核生物细胞核内组蛋白和转录因子的可逆乙酰化修饰对基因表达调控的机制早已研究得比较清楚.1996年以来,一些独立的研究也陆续发现,参与到其他生命活动中的蛋白质存在着乙酰化修饰情况,表明乙酰化可能在生命活动中发挥着广泛的调节作用.然而直到2009年,高通量的蛋白质质谱分析技术才使得在蛋白质组水平上研究乙酰化修饰成为可能,并发现蛋白质乙酰化普遍存在.学者们发现,乙酰化修饰是一个在细胞核或细胞质的亚细胞器内广泛存在的翻译后修饰调控机制,可能参与了染色体重塑、细胞周期调控、细胞骨架的大分子运输、新陈代谢等多种生命活动.本文详细总结代谢酶的乙酰化修饰对新陈代谢调控的关键作用,并说明代谢酶的乙酰化修饰是一个从原核生物到真核生物进化上高度保守的调控机制.     

乙酰辅酶A与内质网乙酰化

乙酰辅酶A是细胞内物质和能量代谢的重要中间物，同时也是蛋白质乙酰化的乙酰基供体。蛋白质乙酰化包括Nα-乙酰化和Nε-乙酰化，由不同的酶进行催化。蛋白质乙酰化发生在多个亚细胞部位，如细胞基质、细胞核、线粒体和内质网腔等。不同细胞器和区室内乙酰辅酶A的波动可调控内质网蛋白质的乙酰化水平。本文从柠檬酸转运蛋白SLC25A1和SLC13A5、乙酰辅酶A转运蛋白AT-1以及乙酰转移酶ATase1和ATase2的功能出发，以相关人类疾病、内质网乙酰化失调小鼠模型和柠檬酸/乙酰辅酶A通量失调小鼠模型为背景进行分析，阐述了乙酰辅酶A和内质网乙酰化以及内质网乙酰化功能失调与退行性疾病之间的关系，旨在为靶向治疗相关疾病提供一定的策略。     

SUMO在转录中的抑制作用

许多调控基因转录的重要蛋白质能被SUMO (small ubiquitin-related modifier)化修饰,这些蛋白质包括转录因子,转录辅助因子和染色质修饰酶.SUMO化修饰对底物蛋白的活性产生影响,在大多数情况下,与转录活性的抑制有关.最近,对SUMO化调控转录的机制有了新的认识,认为SUMO化的一个重要作用是促进转录因子与转录抑制因子之间的相互作用.另一方面,已经发现转录共抑制因子HDAC (组蛋白去乙酰化酶)可以作为SUMO化的底物、效应因子和调控因子,说明乙酰化和SUMO化之间复杂的相互作用对基因转录调控起着非常重要的作用.     

组蛋白乙酰化／去乙酰化作用与真核基因转录调控

核小体组蛋白的翻译后修饰是真核基因转录调控中的关键步骤。对于组蛋白的这类修饰方式 ,近年来研究最为活跃的是组蛋白Ｎ末端区域保守的Ｌｙｓ上ε ＮＨ 3 的乙酰化作用。随着各种组蛋白乙酰化酶 /去乙酰化酶被克隆、鉴定 ,组蛋白乙酰化 /去乙酰化作用与真核基因转录调控之间的关系也开始逐步得以阐明。1 .真核转录相关的组蛋白乙酰化酶和组蛋白去乙酰化酶1 .1　组蛋白乙酰化酶 (ｈｉｓｔｏｎｅａｃｅｔｙｌｔｒａｎｓ ｆｅｒａｓｅ ,ＨＡＴ)　　核小体组蛋白中Ｎ末端区域上保守的Ｌｙｓ的乙酰化是染色质具有转录活性的标志之一。在组蛋白…     

细菌体内乙酰化修饰研究进展

翻译后修饰是指前体蛋白经过一系列加工修饰形成具有多种功能的蛋白质,其可以发生在不同的氨基酸侧链或肽键上,通常是由酶活性介导的。5%的蛋白质组组成的酶介导了超过200多种的翻译后修饰类型,其中乙酰化修饰是一种重要的翻译后修饰途径。乙酰化修饰在真核细胞中被广泛研究,其几乎参与细胞的所有生理活动并且高度保守。最近的很多研究表明,乙酰化修饰在细菌体内也广泛存在,对其生理功能的研究也取得了一定进展。本文对细菌体内的乙酰化修饰途径、功能及检测技术进行了总结。除此之外,我们分析了乙酰化修饰目前存在的问题并对其潜在的应用价值进行展望。     

蛋白质赖氨酸乙酰化修饰对中间代谢的调控研究

生命活动的中间代谢酶存在大量的赖氨酸乙酰化修饰作用,这些在特定位点进行的可逆的赖氨酸乙酰化修饰作用能精确地调控胞内各种代谢路径。因此,对中间代谢酶赖氨酸乙酰化的研究成为了当今热点。对中间代谢酶的乙酰化修饰的研究进展进行综述,并归纳了几种典型的中间代谢酶的可逆乙酰化作用及其乙酰化位点的分布和在中间代谢路径中重要的调控作用,以期为深入研究蛋白质乙酰化修饰提供参考。     

神经退行性疾病中的乙酰化内稳态

近年来对神经退行性疾病机制的研究发现,乙酰化和去乙酰化在这一过程扮演了重要角色。组蛋白乙酰化酶(histone acetylase,HAT)和组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)两大家族分别催化组蛋白的乙酰化和去乙酰化,两者相互拮抗,维持体内乙酰化内稳态的平衡。乙酰化内稳态的概念就是在这样的基础上提出的。在神经退行性疾病的发病过程中,组蛋白乙酰基转移酶含量下降,乙酰化内稳态被打破,影响了神经细胞内重要基因的转录,从而导致了神经细胞功能失调甚至死亡。该文主要介绍HAT和HDAC两大家族在神经退行性疾病中的作用机制,以及针对乙酰化内稳态平衡机制的治疗策略。     

组蛋白去乙酰化酶抑制剂的研究进展

核小体是真核生物染色质的基本单位,通过对组蛋白核心的N-端的乙酰化、甲基化、磷酸化、遍在蛋白化的修饰作用而影响细胞的功能。组蛋白乙酰化酶(histone acetylase HAT)及组蛋白去乙酰化酶(Histone Deacetylases HDAC)之间的动态平衡控制着染色质的结构和基因表达。当组蛋白去乙酰化水平增加,乙酰化水平相对降低,即会导致正常的细胞周期与代谢行为的改变而诱发肿瘤,及神经退行性变。组蛋白去乙酰化酶抑制剂(Histone Deacetylases-inhibitor HDACi)目前是国内外研究的热点。其中,曲古霉素A(Trichostatin A TSA),是最早发现的天然组蛋白去乙酰化酶抑制剂;伏立诺他(Suberoylanilide Hydroxamic Acid SAHA)已经美国FDA批准用于治疗皮肤T细胞淋巴瘤。本文就HDACi分类及其功能出发综述HDACi的作用机制及研究进展。     

组蛋白去乙酰化酶(HDAC)在调节机体能量代谢过程中的作用

蛋白质的乙酰化修饰在基因转录调控过程中发挥着重要作用,组蛋白乙酰化酶(histone acetyl transferases,HATs)和去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)分别催化蛋白质的乙酰化和去乙酰化修饰反应。HDACs在调节机体能量代谢过程中的重要性已被越来越多的研究所证实,深入理解HDAC各亚型在不同生理及病理状态下的作用将为代谢性疾病的预防和治疗提供新的理论参考。