植物sirtuin蛋白家族研究进展 植物学报    2023, 58 (6): 998-1007.   DOI: 10.11983/CBB22255

图2 植物sirtuins的功能

正文中引用本图/表的段落

构成核内核小体核心八聚体的组蛋白分别为H2A、H2B、H3和H4, 这些组蛋白上的赖氨酸Nε-酰基化/去酰基化修饰是表观遗传调控的现象之一, 通过基因表达调节重要的细胞过程(Dutta et al., 2016; Zhao et al., 2018)。核小体由组蛋白和DNA构成, 因此, 组蛋白上的赖氨酸Nε -酰基化/去酰基化促使修饰的赖氨酸侧链电荷发生变化, 并与同带负电荷的双螺旋DNA (生理pH)相互作用, 使DNA的可及性发生改变, 从而影响基因转录。具体而言, 组蛋白赖氨酸的Nε-酰基将带正电荷的侧链转变为中性, 削弱其与缠绕在核心组蛋白八聚体上DNA之间的相互作用, 使转录因子有机会接近DNA, 从而激活某些基因的表达; 相反, 组蛋白赖氨酸的Nε-酰基去除使基因表达沉默(Dutta et al., 2016; Zhao et al., 2018)。同样, 对于非组蛋白, 酰基化(如乙酰基)使赖氨酸残基上的正电荷得到中和, 蛋白质结构发生改变, 从而影响蛋白质的相互作用和蛋白酶的催化活性(Narita et al., 2019)。哺乳动物中非组蛋白去乙酰化影响自身的稳定性、酶活性、亚细胞定位以及与其它蛋白质的相互作用(Narita et al., 2019)。研究表明, 植物sirtuins去乙酰基化机制影响基因转录、酶的活性和蛋白质的稳定性(图2)。例如, 拟南芥和水稻中一些基因启动子区域的组蛋白在sirtuins的作用下发生乙酰基去除, 导致这些基因的转录水平下降(Liu et al., 2017; Zhang et al., 2017); 水稻中, OsSRT1对OsGAPDH赖氨酸位点上乙酰基的去除导致OsGAPDH的酶活性增强(Zhang et al., 2017); 拟南芥AtMBP-1在AtSRT1的催化作用下, 其乙酰化修饰水平下降, 稳定性增强(Liu et al., 2017)。

本文的其它图/表

• 图1 蛋白质赖氨酸去酰基化过程(Narita et al., 2019)
  
• 表1 植物sirtuins的分类和功能