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。     

赖氨酸乙酰化在代谢相关疾病中的调控机制

赖氨酸乙酰化是把来自于乙酰CoA的乙酰基团转移到靶蛋白赖氨酸的ε-NH3＋上,是蛋白质翻译后的一种可逆修饰过程,受乙酰基转移酶（HAT／KAT）和去乙酰化酶（HDAC／KDAC）的共同调节。赖氨酸乙酰化通过对细胞内多种蛋白质的修饰调节,可以控制体内多种代谢过程,如调节糖类、脂类、氨基酸、核苷酸及次级代谢物的代谢等.因而,细胞内赖氨酸乙酰化失调,可影响与代谢相关的多种疾病,如肥胖症、糖尿病和心血管疾病等。随着对蛋白质乙酰化研究的深入,发现赖氨酸乙酰化与细胞免疫状态及神经退行性疾病,如阿尔茨海默氏症和亨廷顿综合征等也有关。对近年来赖氨酸乙酰化在代谢调控及与代谢相关疾病如心血管疾病和免疫代谢疾病中的分子调控机制进行综述。     

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.     

乙酰化修饰对人非组蛋白稳定性调控功能的最新进展

乙酰化修饰是一种广泛存在于生物体中的可逆性蛋白质翻译后修饰方式,主要发生于蛋白质赖氨酸残基的侧链NH2基团上,最早在组蛋白中发现。乙酰化修饰主要通过修饰组蛋白影响细胞的染色质结构以及激活细胞核内转录因子,从基因组水平来调控细胞的生命活动。随着乙酰化修饰检测技术和生物学研究的发展,发现乙酰化修饰也大量存在于非组蛋白中,并调控蛋白质的功能,进而影响多种生物学过程。其中,乙酰化修饰可以调控非组蛋白的稳定性,使其在细胞中更加稳定和持久地存在,这种调控机制在细胞的生长和分化等过程中具有重要作用,并影响多种疾病的发生发展。该文介绍了乙酰化修饰及其主要的生物学功能,系统总结了乙酰化修饰对人非组蛋白稳定性调控的机制与功能的影响,并介绍了乙酰化修饰调控蛋白质稳定性对疾病发生发展的作用,有助于解析疾病的发生机制,为疾病的治疗提供新的思路和方法。     

植物非组蛋白赖氨酸乙酰化修饰的蛋白质组学研究进展

蛋白质赖氨酸乙酰化是植物中普遍存在的重要蛋白质翻译后修饰过程。过去的研究主要集中在染色体组蛋白的乙酰化修饰及其调控机制。目前,随着定量乙酰化蛋白质组学技术的发展,大量非组蛋白赖氨酸乙酰化修饰被发现,其在植物中存在的普遍性及其生理功能的重要性也随之凸显。非组蛋白赖氨酸乙酰化修饰在植物不同组织、器官和细胞器中大量存在,广泛参与植物生长发育的各种代谢过程的调控,并在植物应答和适应逆境胁迫中发挥作用。综述了近年来植物非组蛋白赖氨酸乙酰化修饰的蛋白质组学研究进展,阐明乙酰化修饰在植物不同组织和亚细胞中的分布特征以及在植物生长发育和逆境胁迫响应中的作用,并阐述乙酰化修饰与其他蛋白质翻译后修饰的交互作用,最后对未来的研究进行展望和讨论。     

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。     

组蛋白乙酰化/去乙酰化与基因表达调控

组蛋白是真核生物染色质的主要成分,组蛋白修饰(如甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等)在真核生物基因表达调控中发挥着重要的作用.在这些修饰中,组蛋白乙酰化/去乙酰化尤为重要.组蛋白乙酰化/去乙酰化可通过改变染色质周围电荷或参与染色质构型重建而影响基因表达;更重要的是组蛋白乙酰化/去乙酰化可形成一种特殊的“密码”,被其它蛋白质识别,影响多种蛋白质因子的活动或与其相互作用,参与到基因表达调控的整个网络中.     

板栗疫病菌cpnat基因的功能分析

赖氨酸乙酰化是一种重要的蛋白质翻译后修饰,广泛参与多种生命过程的调节.目前,赖氨酸乙酰化修饰在植物病原真菌——板栗疫病菌中的功能和调节机制尚无报道.本研究克隆了板栗疫病菌的编码乙酰转移酶的cpnat基因,成功构建了cpnat基因的缺失突变体Δcpnat,与野生型菌株相比,板栗疫病菌cpnat基因缺失株生长速率不变,气生...     

乙酰化对代谢的调控及其在代谢相关疾病中的作用

赖氨酸的乙酰化修饰是一种进化上高度保守的翻译后修饰机制.乙酰化酶和去乙酰化酶对特定蛋白的乙酰化状态进行动态调控.近年来的质谱研究发现,几乎所有的代谢酶都存在乙酰化修饰,表明乙酰化修饰对细胞代谢具有广泛的调控作用.除在转录水平进行调控外,乙酰化修饰还可以通过改变代谢酶的蛋白间相互作用、蛋白稳定性、催化活力和亚细胞定位等方式,对多种生物学过程如能量代谢、信号转导和氧化应激反应等进行调控.乙酰化对代谢途径的调控与代谢相关疾病如肿瘤、心血管疾病、糖尿病和肥胖等的发生和发展密切相关.本文总结了近年来乙酰化修饰调控代谢的相关研究进展,并着重阐述乙酰化修饰对代谢酶调控的具体分子机制.     

Proteomic Investigations of Lysine Acetylation Identify Diverse Substrates of Mitochondrial Deacetylase Sirt3

Lysine acetylation is a posttranslational modification that is dynamically regulated by the activity of acetyltransferases and deacetylases. The human and mouse genomes encode 18 different lysine deacetylases (KDACs) which are key regulators of many cellular processes. Identifying substrates of KDACs and pinpointing the regulated acetylation sites on target proteins may provide important information about the molecular basis of their functions. Here we apply quantitative proteomics to identify endogenous substrates of the mitochondrial deacetylase Sirtuin 3 (Sirt3) by comparing site-specific acetylation in wild-type murine embryonic fibroblasts to Sirt3 knockout cells. We confirm Sirt3-regulated acetylation of several mitochondrial proteins in human cells by comparing acetylation in U2OS cells overexpressing Sirt3 to U2OS cells in which Sirt3 expression was reduced by shRNA. Our data demonstrate that ablation of Sirt3 significantly increases acetylation at dozens of sites on mitochondrial proteins. Substrates of Sirt3 are implicated in various metabolic pathways, including fatty acid metabolism and the tricarboxylic acid cycle. These results imply broader regulatory roles of Sirt3 in the mitochondria by modulating acetylation on diverse substrates. The experimental strategy described here is generic and can be applied to identify endogenous substrates of other lysine deacetylases.     

Protein lysine acetylation in cellular function and its role in cancer manifestation

Lysine acetylation appears to be crucial for diverse biological phenomena, including all the DNA-templated processes, metabolism, cytoskeleton dynamics, cell signaling, and circadian rhythm. A growing number of cellular proteins have now been identified to be acetylated and constitute the complex cellular acetylome. Cross-talk among protein acetylation together with other post-translational modifications fine-tune the cellular functions of different protein machineries. Dysfunction of acetylation process is often associated with several diseases, especially cancer. This review focuses on the recent advances in the role of protein lysine acetylation in diverse cellular functions and its implications in cancer manifestation.     

Lysine acetylation contributes to development,aflatoxin biosynthesis and pathogenicity in Aspergillus flavus

Aspergillus flavus is a pathogenic fungus that produces carcinogenic aflatoxins, posing a great threat to crops, animals and humans. Lysine acetylation is one of the most important reversible post-translational modifications and plays a vital regulatory role in various cellular processes. However, current information on the extent and function of lysine acetylation and aflatoxin biosynthesis in A. flavus is limited. Here, a global acetylome analysis of A. flavus was performed by peptide pre-fractionation, pan-acetylation antibody enrichment and liquid chromatography–mass spectrometry. A total of 1313 high-confidence acetylation sites in 727 acetylated proteins were identified in A. flavus. These acetylation proteins are widely involved in glycolysis/gluconeogenesis, pentose phosphate pathway, citric acid cycle and aflatoxin biosynthesis. AflO (O-methyltransferase), a key enzyme in aflatoxin biosynthesis, was found to be acetylated at K241 and K384. Deletion of aflO not only impaired conidial and sclerotial developments, but also dramatically suppressed aflatoxin production and pathogenicity of A. flavus. Further site-specific mutations showed that lysine acetylation of AflO could also result in defects in development, aflatoxin production and pathogenicity, suggesting that acetylation plays a vital role in the regulation of the enzymatic activity of AflO in A. flavus. Our findings provide evidence for the involvement of lysine acetylation in various biological processes in A. flavus and facilitating in the elucidation of metabolic networks.