结构生物化学/酶调节/乙酰化
乙酰化将一个 乙酰基 引入到一个分子中。更具体地说,该反应用一个乙酰基取代了醇基上的氢。一个例子是将 阿司匹林 从 水杨酸 合成。
乙酰化是重要的翻译后蛋白质修饰和调节。一个例子是 组蛋白 的乙酰化/去乙酰化,随后表达/抑制基因,因为组蛋白本身与 DNA 结合。 组蛋白乙酰转移酶 催化组蛋白尾部赖氨酸的乙酰化,使用来自 乙酰辅酶 A 的乙酰基。
组蛋白中赖氨酸的乙酰化去除了带正电荷的铵基,使侧链呈中性,从而降低了组蛋白尾部对 DNA 的亲和力,并松开了组蛋白复合物。
现在被乙酰化的组蛋白可以与许多真核蛋白中称为 w:溴结构域 的 乙酰赖氨酸 结合域相互作用,它是一个具有四螺旋束和一端肽结合位点的 110 个氨基酸的蛋白质。
乙酰化是在有机分子中添加乙酰基的反应。在蛋白质中,乙酰基被添加到蛋白质的 N 末端和赖氨酸残基上,作为翻译后蛋白质修饰。
N-α-末端乙酰化
N-α-末端乙酰化的作用尚不清楚,目前正在研究中。然而,已知这种修饰在真核生物和酵母中非常普遍,而在原核生物中很少见,它是由一组称为 N-α-乙酰转移酶 (NAT) 的乙酰转移酶执行的。有三个主要的 NAT(A、B、C),它们执行真核生物中大多数的 N-α-末端乙酰化。该反应从甲硫氨酸氨肽酶 (MAP) Map1p 和 Map2p 切割具有小侧链(包括甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、苏氨酸、脯氨酸和缬氨酸)的 N-末端甲硫氨酸残基开始。随后,NAT 识别并乙酰化切割蛋白的特定序列。
赖氨酸乙酰化
赖氨酸乙酰化普遍存在的领域之一是组蛋白的乙酰化,它由组蛋白乙酰转移酶 (HAT) 和去乙酰酶 (HDAC) 执行。在将乙酰基从乙酰辅酶 A 附着到 NH3+ 尾部和将乙酰基从赖氨酸去除到辅酶 A 的乙酰化和去乙酰化反应中,分别。组蛋白的乙酰化和去乙酰化参与基因调控。组蛋白是强碱性蛋白的包合物,DNA 缠绕在其周围,以使 DNA 以有序方式存储。由于乙酰化发生在赖氨酸的 NH3+ 尾部,因此蛋白质的电荷会受到影响。乙酰化时,赖氨酸的正电荷被消除。这降低了组蛋白对带负电荷的 DNA 链的亲和力,从而使链松开,反之亦然。然而,赖氨酸乙酰化并不限于组蛋白乙酰化。除其他事项外,它还参与非组蛋白(如细胞质酶和 p35)的修饰和调控,p35 是一种肿瘤抑制剂,参与信号传递和信号传导。
如今用于治疗常见疾病的许多药物需要额外的结构化,以便在体内有效代谢。通过乙酰化代谢的药物包括异烟肼、肼苯哒嗪、普鲁卡因酰胺、苯乙肼和氨苯砜,分别用于治疗结核病、心力衰竭/高血压、室性心律失常、抑郁症和麻风病/皮肤感染。
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