乙酰化修饰-关于其功能和应用方面的知识介绍

　　蛋白翻译后修饰算得上是细胞功能调节的核心了，这个过程几乎参与了细胞正常生命活动的所有过程，而且在其中发挥着非常重要的作用。据研究，人体50%-90%的蛋白质都是发生了翻译后修饰的，这种多样化的修饰方式可以有效增加蛋白的多样性和复杂性。

　　目前已经确定的翻译后修饰方式超过400种，常见的修饰方式包括甲基化、磷酸化、泛素化、乙酰化、糖基化、SUMO化、亚硝基化和氧化等。

　　蛋白乙酰化修饰(Acylation)参与多种生物学过程调控，通过50多年的研究，其已成为国际上蛋白质领域的热点研究内容。蛋白乙酰化是乙酰基供体(如乙酰辅酶A)通过酶学或非酶学的方式将乙酰基团共价结合到赖氨酸残基上的过程。

　　Nα和Nε乙酰化原理

　　目前，我们常用的乙酰化方式主要有两种：Nα乙酰化和Nε乙酰化。

　　Nα乙酰化是指蛋白质的N末端被乙酰化修饰，一般不可逆，在真核生物中相对来说更为普遍，在85%的真核蛋白中非常的常见，但是在原核生物中却很少。

　　而 Nα乙酰化则刚好相反，Nε乙酰化是动态且可逆的。其中，研究最多的是赖氨酸残基的乙酰化修饰。Nε乙酰化会随着细胞的生理状态和外界环境的变化而改变，进而完成细胞内外信号传递、酶原激活的作用，因此可以作为蛋白质构象和活性改变的调控开关，一旦发生异常就会导致疾病发生。

　　蛋白乙酰化的主要功能

　　乙酰化修饰是一个在细胞核或细胞质的亚细胞器内广泛存在的翻译后修饰调控机制，参与了转录、趋化作用、新陈代谢、细胞信号转导、应激反应、蛋白质水解、细胞凋亡，以及神经元的发育等多个过程。

　　N-乙酰化的功能

　　1. 调控转录

　　生物通过调控 DNA 结合蛋白、转录因子或者与转录相关的其他蛋白的乙酰化状态来控制基因的表达。乙酰基转移酶和去乙酰化酶通过调节转录因子或辅助因子的乙酰化修饰，调控细胞的转录过程，进而调控细胞的生命活动。

　　2. 参与蛋白降解

　　蛋白质组学研究证明，在许多情况下，蛋白质乙酰化影响蛋白质的活性、稳定性和蛋白质与蛋白质之间或者蛋白质与DNA之间的相互作用，从而影响细胞的生理状况。

　　3. 调控代谢

　　随着乙酰化检测技术的发展，人们开始在蛋白质组学水平上对赖氨酸乙酰化蛋白进行鉴定，并在细胞内发现了大量受乙酰化调控的中间代谢酶和代谢相关蛋白。赖氨酸乙酰化修饰调控新陈代谢是一个在进化上高度保守的调控机制，在新陈代谢的代谢方向改变以及不同代谢途径转换过程中起到关键作用。

　　4. 参与应激反应

　　赖氨酸的乙酰化能够促使大肠杆菌抵御不同环境的刺激，乙酰基转移酶 YfiQ 的提高，不仅会导致细胞浓度的增加，而且能够提高大肠杆菌抗热和抗氧化的应激能力。

　　5. 调控功能性乙酰化蛋白——ACS的活性

　　乙酰辅酶A是能量代谢的重要中间代谢产物，在植物和细菌中，它可以由乙酸盐和辅酶A经乙酰辅酶A合成酶(ACS)催化得到，从而参与脂质合成和产生能量等过程。

　　蛋白乙酰化的应用

　　蛋白乙酰化与代谢疾病

　　目前，研究已发现多种疾病的发生与蛋白质乙酰化和去乙酰化平衡失调有关，其中，研究最多的是与代谢相关的疾病。研究发现，细胞质和线粒体中存在大量的乙酰化蛋白质，绝大多数与中间代谢有关。

　　HDACIs的应用

　　去乙酰化酶抑制剂(HDACIs)具有广泛的治疗疾病的功能，已经成为治疗心脏病、糖尿病和癌症等多种疾病的有潜力的试剂，并且部分已经在临床等中得到了很好的应用。

　　近年来，HDACIs作为一种新型抗肿瘤药物，能够抑制肿瘤细胞的增殖，诱导肿瘤细胞生长停滞、分化和凋亡，是很有前景的肿瘤治疗药物。已有大量研究报道，大部分组蛋白在肿瘤细胞中呈低乙酰化状态，组蛋白乙酰化修饰能够调控基因的表达，并且其在肿瘤发生、发展中扮演重要角色。

　　HDACIs对免疫细胞的增殖分化、免疫细胞表面因子的表达及细胞因子的分泌均有较强的抑制作用，其在器官移植抗免疫排斥治疗中亦有较广的应用前景。