Recent progress in research on insect histone deacetylases (HDACs)

组蛋白乙酰化修饰是一种重要的蛋白质翻译后修饰方式,由组蛋白乙酰基转移酶HATs和组蛋白去乙酰化酶HDACs共同调节.昆虫HDACs蛋白家族根据其同源性和结构的不同共分为4类,各昆虫物种之间既具有较高的保守同源性,同时也表现出一定的物种特异性.HDACs主要参与昆虫的胚胎发育、体节形成、寿命和神经行为等方面的调节.本文从HDACs蛋白的种类、系统发育、生理功能等方面展开,介绍了近年来国内外昆虫HDACs领域的最新研究进展,以期对研究昆虫表型可塑性调节机制以及探索新的害虫防治方法提供借鉴.     

乙酰转移酶MYST家族的生物学功能

组蛋白乙酰化是表观遗传修饰的重要方式,主要受到组蛋白乙酰转移酶（histone acetyltransferases, HATs)和组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase, HDACs）催化. MYST是人类HATs的4大家族之一,包括MOF(males absent on the first),TIP60 (tat interacting protein 60 kD),结合ORC1的组蛋白乙酰转移酶（histone acetyltransferase binding to ORC1, HBO1),单核细胞白血病锌指蛋白(monocytic leukemia zinc finger protein, MOZ)和MOZ相关蛋白（MOZ related factor, MORF）等,均具有典型的MYST结构域.MYST介导的乙酰化是重要的翻译后修饰,其催化底物包括组蛋白和非组蛋白,如组蛋白H3, H4, H2A, H2A突变体,以及许多参与DNA代谢、细胞增殖和发育调控的蛋白因子. MYST蛋白家族参与许多细胞的生理过程,本文主要综述其在调节基因转录、DNA损伤修复和肿瘤发生发展等方面的生物学功能.     

RPD3家族成员调控植物发育及环境应答的分子机制

赖氨酸乙酰化是翻译后修饰的主要类型之一,在调节基因表达和蛋白质功能中起关键作用。组蛋白去乙酰化酶(Histone deacetylases,HDACs)负责从组蛋白和非组蛋白的赖氨酸中去除乙酰基。RPD3家族是研究最广的HDACs,文中对拟南芥RPD3家族在多个生长发育过程中的调控机制进行了综述,为深入研究RPD3家族成员调控植物发育的机制提供参考,也为探索HDACs其他家族成员的功能提供较为清晰的研究思路。     

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。     

植物组蛋白去乙酰化酶的特性及功能

真核生物染色质修饰是基因表达调控中的一个重要部分,组蛋白乙酰化修饰是基因转录调控的关键机制,与基因表达的活跃与沉默密切相关。组蛋白乙酰化修饰已成为表观遗传学的重要组成部分,受到研究者的普遍重视。本文从植物组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDACs)的分类开始,综述植物中HDACs家族成员的结构特点、组织表达的多样性与复杂性,重点阐述其对发育的调控、逆境胁迫的响应。对了解基因的调控机制,丰富表观遗传学内容,并最终应用于植物育种及农业生产具有重要意义。     

Ⅱa类组蛋白去乙酰化酶HDACs与糖脂代谢

组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)可催化组蛋白赖氨酸残基去乙酰化,抑制基因转录,HDACs也可使许多转录因子去乙酰化而调控转录。Ⅱa类HDACs通过胞浆胞核穿梭调控糖脂代谢相关基因的表达,如糖异生相关葡萄糖6磷酸酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、甘油三酯脂肪酶、葡萄糖转运蛋白等。本文主要介绍Ⅱa类HDACs在肝、肌肉组织和脂肪组织糖脂代谢中的作用以及在糖脂代谢紊乱治疗中可能作用的研究进展。     

组蛋白去乙酰化酶(HDACs)及其在植物中的作用

组蛋白去乙酰化酶(HDACs)是一个在真核生物(包括酵母、哺乳动物和植物)中广泛存在的超基因家族。HDACs与组蛋白乙酰基转移酶(HATs)共同作用来调节组蛋白乙酰化的状态,从而影响染色体的结构和功能,调节基因的转录和细胞的多种功能。目前,人们对植物HDACs的研究逐渐增多,很多HDAC基因在不同植物中得到鉴定和研究。综述了HDACs的分类以及在植物生长发育和胁迫反应中的作用,旨在为进一步研究HDAC在植物中的表观遗传调控机理以及培育抗逆新品种奠定理论基础。     

组蛋白去乙酰化酶6抑制剂治疗缺血性脑卒中的研究进展

组蛋白乙酰化酶(histone acetyltransferases,HATs)和组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)主导的蛋白质乙酰化修饰在神经系统的发育、成熟中具有重要地位。HDAC6属于Ⅱ类HDACs,能够调节神经细胞的存活、分化和成熟,参与脑认知和情绪调控,在神经系统发育中具有重要作用,并且参与脑缺血损伤的多个病理环节。本文总结了近年来国内外最新研究成果,阐述了HDAC6抑制剂通过降低细胞兴奋性毒性、减轻氧化应激损伤、抑制炎症介质释放、抑制神经细胞凋亡以及促进神经再生和血管新生等多种方式对缺血性脑卒中发挥有效的神经保护作用。     

组蛋白去乙酰化酶在调节心肌肥大过程中的作用机制

心肌肥大(cardiac hypertrophy)是由外周组织对血流动力学需求增加而发生的一种代偿性反应。在心肌肥大过程中,不同时期的不同类型的基因表达受到生理和病理信号的多级转录调控。组蛋白乙酰化作为最广泛的翻译后修饰方式,受相互拮抗的组蛋白乙酰化酶(histoneacetyltransferases,HAT)和组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)的精细控制。近年来研究表明,HDACs作为一类抑制转录过程并含有高度保守的脱乙酰酶结构域家族酶,通过多种作用途径调控心肌肥大过程中的基因表达。本文主要综述了组蛋白去乙酰化酶调节心肌肥大过程的相关研究进展,通过阐明不同种类HDACs在心肌肥大中的作用和分子机制,为不同类型心肌肥大和心衰的发病治疗提供新的思路,为新药设计提供分子靶点。     

综述: 组蛋白去乙酰化酶的结构及应用

组蛋白赖氨酸乙酰化是目前研究最为广泛和深入的组蛋白翻译后修饰之一,在染色质重塑和基因表达调控等方面发挥重要作用,这种修饰在体内受到组蛋白乙酰化酶和去乙酰化酶的高度动态调控．除了以组蛋白为底物外,组蛋白去乙酰化酶还可以催化多种非组蛋白的去乙酰化,参与多种生命过程的调节．本文围绕四类人源组蛋白去乙酰化酶,综述了其分类依据、结构与功能特点、催化反应的分子机制,以及针对这些组蛋白去乙酰化酶的抑制剂和激动剂的开发和应用等方面的研究进展．     

组蛋白去乙酰化酶的结构及应用

组蛋白赖氨酸乙酰化是目前研究最为广泛和深入的组蛋白翻译后修饰之一,在染色质重塑和基因表达调控等方面发挥重要作用,这种修饰在体内受到组蛋白乙酰化酶和去乙酰化酶的高度动态调控.除了以组蛋白为底物外,组蛋白去乙酰化酶还可以催化多种非组蛋白的去乙酰化,参与多种生命过程的调节.本文围绕四类人源组蛋白去乙酰化酶,综述了其分类依据、结构与功能特点、催化反应的分子机制,以及针对这些组蛋白去乙酰化酶的抑制剂和激动剂的开发和应用等方面的研究进展.     

组蛋白去乙酰化酶4与人类疾病北大核心CSCD

组蛋白去乙酰化酶4(histone deacetylase 4,HDAC4)是一类依赖锌的去乙酰化酶,属于Ⅱ类组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs),主要具有去乙酰化酶的活性。HDAC4由去乙酰化酶结构域发挥去乙酰化酶的作用,还具有核定位序列和核输出序列,通过转录后与翻译后水平的修饰可在细胞核和细胞质之间穿梭,进而参与多种调节过程。近年来的研究发现,HDAC4可参与基因的转录调控、细胞凋亡、代谢等诸多生物进程,在多种疾病的发生发展中发挥重要作用。本文主要从HDAC4的结构、去乙酰作用、自身的修饰及其在核浆中的穿梭作用对其进行概述,同时对其在骨关节炎、心血管疾病、肌萎缩性侧索硬化症等不同疾病中的作用、相关的分子机制及组蛋白抑制剂在肿瘤中的应用等方面的研究进展进行综述。     

组蛋白去乙酰化酶4与人类疾病

组蛋白去乙酰化酶4（histone deacetylase 4,HDAC4）是一类依赖锌的去乙酰化酶,属于Ⅱ类组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylases,HDACs）,主要具有去乙酰化酶的活性。HDAC4由去乙酰化酶结构域发挥去乙酰化酶的作用,还具有核定位序列和核输出序列,通过转录后与翻译后水平的修饰可在细胞核和细胞质之间穿梭,进而参与多种调节过程。近年来的研究发现,HDAC4可参与基因的转录调控、细胞凋亡、代谢等诸多生物进程,在多种疾病的发生发展中发挥重要作用。本文主要从HDAC4的结构、去乙酰作用、自身的修饰及其在核浆中的穿梭作用对其进行概述,同时对其在骨关节炎、心血管疾病、肌萎缩性侧索硬化症等不同疾病中的作用、相关的分子机制及组蛋白抑制剂在肿瘤中的应用等方面的研究进展进行综述。     

组蛋白修饰调节机制的研究进展

表观遗传学涉及到DNA甲基化、组蛋白修饰、染色体重塑和非编码RNA调控等内容,其中组蛋白修饰包括组蛋白的乙酰化、磷酸化、甲基化、泛素化及ADP核糖基化等,这些多样化的修饰以及它们时间和空间上的组合与生物学功能的关系又可作为一种重要的表观标志或语言,因而被称为“组蛋白密码”．相同组蛋白残基的磷酸化与去磷酸化、乙酰化与去乙酰化、甲基化与去甲基化等,以及不同组蛋白残基的磷酸化与乙酰化、泛素化与甲基化、磷酸化与甲基化等组蛋白修 饰之间既相互协同又互相拮抗,形成了一个复杂的调节网络．对组蛋白修饰内在调节机制的研究将丰富“组蛋白密码”的内涵．     

组蛋白7通过抑制基质金属蛋白10维持血管完整性

心血管系统的发生及其稳态的维持需要内皮细胞及平滑肌细胞形成紧密连接、相互作用、相互调节。组蛋白的乙酰化可改变染色体结构,调节基因表达,组蛋白脱乙酰基酶（HDACs）是其重要调节分子。Chang等发现在胚胎发育早期,HDAC7特定表达于血管内皮中。     

HDACs去乙酰化酶非依赖性作用在疾病中的研究进展

组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases, HDACs)参与并调节众多生理病理进程，在机体内发挥重要作用。近年来越来越多的文献报道HDACs家族成员具有独立于去乙酰化酶活性的作用。本文围绕四类HDACs，综述了其最新的去乙酰化酶非依赖性调控作用，主要介绍它们的结构、生物学功能以及和疾病的关系，旨在从其结构特点揭示不同的生物学功能，进而探究对疾病发生发展的影响。去乙酰化酶非依赖性作用的研究不仅有助于对HDACs在疾病发生发展中的作用及机制的全新理解，也为以HDACs功能为靶点的新药研发提供新的思路。     

酿酒酵母组蛋白乙酰化修饰及其对基因表达的调控

真核生物核小体组蛋白修饰引起染色质重塑(Chromatin remodeling)是表观遗传的重要调控机制.乙酰化修饰(Acetylation modification)是其中一种重要的方式.组蛋白乙酰化修饰位点集中在各种组蛋白N末端赖氨酸残基上.细胞内存在功能拮抗的多种乙酰基转移酶和去乙酰化酶,二者相互竞争,共同调节组蛋白的乙酰化状态,通过影响核小体结构的致密性,并在多种效应分子的参与下,实现对基因的表达调控.以真核模式生物酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)为对象,综述乙酰基转移酶和去乙酰化酶的种类、作用特点以及其基因调控的分子机制等方面的最新研究进展.     

HDAC4在大脑神经退行性病变中的作用

许多疾病的产生受到表观遗传修饰的影响,而组蛋白乙酰化是其中重要的修饰方式之一。随着研究的深入,Ⅱa类组蛋白去乙酰化酶(HDACs)在各类疾病中的作用也逐渐得以明确,本文主要介绍Ⅱa类HDAC4与大脑神经退行性病变如神经退行性疾病以及精神类疾病的密切关系,揭示其在神经退行性病变中的重要作用,为药物治疗提供一个很好的前景。     

果蝇组蛋白去乙酰化酶HDAC1和HDAC3选择性调控形态发生素靶基因转录

在真核细胞中,组蛋白的乙酰化状态对于基因转录的正常进行具有重要的调控作用。组蛋白的乙酰化修饰由组蛋白乙酰转移酶(histone acetyltransferases,HATs)执行,这种修饰是动态的、可逆的,负责去乙酰化修饰的酶是组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs),推测HDACs可能通过影响组蛋白的乙酰化状态在基因的转录过程中发挥调控作用。该文以组蛋白去乙酰化酶HDAC1和HDAC3为对象,研究了它们在果蝇翅膀发育过程中对Wg(Wingless)、Hh(Hedgehog)以及Dpp(Decapentaplegic)信号通路下游靶基因转录的调控作用。结果发现,HDAC1功能缺失可导致Dpp下游靶基因Omb(optomotor-blind)和Hh下游靶基因Ptc(patched)的表达上调。Real-time quantitative PCR(RT-q PCR)结果显示,在HDAC1基因敲除的果蝇中,Ptc、Ci(cubitus interruptus)以及Omb的转录水平增加。HDAC3缺失导致Sal(spalt)的表达上调。RT-q PCR结果证实了HDAC3基因敲除果蝇的Sal转录增加,同时发现Vg(vestigial)的转录下降。而过表达HDAC1或HDAC3对下游靶基因的表达则没有影响。综上所述,该研究表明,HDAC1和HDAC3可以选择性地调控形态发生素下游靶基因的转录。     

P53蛋白赖氨酸甲基化与去甲基化

P53作为肿瘤抑制因子和转录调节因子在控制细胞周期、凋亡和DNA修复方面发挥重要作用。P53蛋白的稳定性和转录激活活性的调节主要依赖磷酸化、乙酰化、泛素化等多种翻译后修饰。最近研究发现一些组蛋白赖氨酸甲基转移酶和去甲基化酶可使P53蛋白C-端赖氨酸残基发生甲基化或去甲基化,调节P53蛋白的稳定性和转录激活活性。甲基化和去甲基化与其它翻译后修饰相互作用构成“P53密码”调节P53蛋白功能。