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组蛋白乙酰转移酶

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组蛋白乙酰转移酶
组蛋白乙酰转移酶MYST1的结构
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EC编号 2.3.1.48
CAS号 9054-51-7
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基因本体 AmiGO / EGO

组蛋白乙酰转移酶(Histone acetyltransferase,简称HAT)是真核生物细胞中将组蛋白乙酰化酵素,此类酵素将乙酰辅酶A上的乙酰基转移至组蛋白N端尾的离氨酸上,组蛋白乙酰化可降低其正电荷,使染色体的结构变疏松,促进其他蛋白(如具有布罗莫结构域转录因子)与染色体结合,促进基因的转录[1]

组蛋白乙酰转移酶可依在细胞中的位置分为A型与B型两大类[2],其中大多数为前者,位于细胞核中,可将染色体(核小体)上的组蛋白乙酰化以促进基因表现[3];后者则位于细胞质中,种类很少,代表者如HAT1英语HAT1(但较新的研究结果认为HAT1可能也存在细胞核中,甚至可能比细胞质的部分多[4]),可将新转译产生、尚未组装成核小体的组蛋白乙酰化,这些组蛋白进入细胞核组装成核小体后,在细胞质中加上的乙酰基一般会被组蛋白脱乙酰酶移除[5]。组蛋白乙酰转移酶还可依序列分为GNAT(Gcn5英语Gcn5关联N-乙酰转移酶;Gcn5-related N-acetyltransferases)、MYST、p300/CBP等基因家族,此外核受体辅活化子英语Nuclear receptor coactivator 1[6]、Rtt109[7]、TFIIIC和CLOCK英语CLOCK等蛋白也都有组蛋白乙酰转移酶的功能[8]。GNAT家族包括Gcn5、HAT1、ELP3英语ELP3ATF2英语Activating transcription factor 2等,皆具有布罗莫结构域,可与已被乙酰化的组蛋白结合[2];MYST家族包括MOZ英语KAT6A、Ybf2、Sas2、Tip60英语KAT5(得名自此四种蛋白名称的缩写)、KAT8英语KAT8KAT6B英语KAT6BKAT7英语KAT7 (gene)等,其中许多具有锌指克罗莫结构域[9]

组蛋白乙酰化的反应机理因转移酶的种类不同而异,GNAT家族的转移酶会同时与乙酰辅酶A和组蛋白结合,形成三元复合体英语ternary complex[7],MYST家族的转移酶则是使用乒乓機制(Ping–pong mechanisms),先得到乙酰基再将其转移到组蛋白上[10]。Gcn5与Rtt109等转移酶需其他蛋白的辅助才能将组蛋白乙酰化[6][7],有些需与其他蛋白组成复合体以提升组蛋白乙酰化的效率,如SAGA复合体NuA4复合体英语NuA4 histone acetyltransferase complex[6][11]。许多疾病与组蛋白乙酰转移酶的调控异常有关[12][13]

参考文献

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  1. ^ Sanchez R, Zhou MM. The role of human bromodomains in chromatin biology and gene transcription. Current Opinion in Drug Discovery & Development. September 2009, 12 (5): 659–65. PMC 2921942可免费查阅. PMID 19736624. 
  2. ^ 2.0 2.1 Lee KK, Workman JL. Histone acetyltransferase complexes: one size doesn't fit all. Nature Reviews. Molecular Cell Biology. April 2007, 8 (4): 284–95. PMID 17380162. doi:10.1038/nrm2145. 
  3. ^ Weaver R. Molecular Biology. McGraw-Hill. 2007. ISBN 978-0073319940. 
  4. ^ Dutnall RN, Tafrov ST, Sternglanz R, Ramakrishnan V. Structure of the histone acetyltransferase Hat1: a paradigm for the GCN5-related N-acetyltransferase superfamily.. Cell. 1998, 94 (4): 427–38. PMID 9727486. doi:10.1016/s0092-8674(00)81584-6. 
  5. ^ Parthun MR. Hat1: the emerging cellular roles of a type B histone acetyltransferase.. Oncogene. 2007, 26 (37): 5319–28. PMID 17694075. doi:10.1038/sj.onc.1210602. 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 Sterner DE, Berger SL. Acetylation of histones and transcription-related factors. Microbiology and Molecular Biology Reviews. June 2000, 64 (2): 435–59. PMC 98999可免费查阅. PMID 10839822. doi:10.1128/MMBR.64.2.435-459.2000. 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 Yuan H, Marmorstein R. Histone acetyltransferases: Rising ancient counterparts to protein kinases. Biopolymers. February 2013, 99 (2): 98–111. PMC 4017165可免费查阅. PMID 23175385. doi:10.1002/bip.22128. 
  8. ^ Doi M, Hirayama J, Sassone-Corsi P. Circadian regulator CLOCK is a histone acetyltransferase. Cell. May 2006, 125 (3): 497–508. PMID 16678094. doi:10.1016/j.cell.2006.03.033. 
  9. ^ Roth SY, Denu JM, Allis CD. Histone acetyltransferases. Annual Review of Biochemistry. 2001, 70: 81–120. PMID 11395403. doi:10.1146/annurev.biochem.70.1.81. 
  10. ^ Berndsen CE, Albaugh BN, Tan S, Denu JM. Catalytic mechanism of a MYST family histone acetyltransferase. Biochemistry. January 2007, 46 (3): 623–9. PMC 2752042可免费查阅. PMID 17223684. doi:10.1021/bi602513x. 
  11. ^ Kimura A, Matsubara K, Horikoshi M. A decade of histone acetylation: marking eukaryotic chromosomes with specific codes. Journal of Biochemistry. December 2005, 138 (6): 647–62. PMID 16428293. doi:10.1093/jb/mvi184. 
  12. ^ Cvetanovic M, Kular RK, Opal P. LANP mediates neuritic pathology in Spinocerebellar ataxia type 1. Neurobiol. Dis. December 2012, 48 (3): 526–32. PMC 3987943可免费查阅. PMID 22884877. doi:10.1016/j.nbd.2012.07.024. 
  13. ^ Klein G, Vande Woude GF. Advances in Cancer Research, Volume 86. Boston: Academic Press. 2002. ISBN 978-0-12-006686-5.