组蛋白乙酰化

蛋白质的乙酰化位点——赖氨酸Lys和蛋白N端

顾名思义，蛋白质的乙酰化是指添加乙酰基团到目标蛋白的某个氨基酸位点上。乙酰化是一种重要的蛋白质修饰方式，可以在蛋白翻译过程当中进行，也可以在蛋白翻译结束后进行。

两种不同的乙酰化方式

蛋白N端乙酰化

这是真核细胞中非常普遍的一种蛋白修饰方式，约40%到50%的酵母蛋白会进行N端乙酰化，而在人的细胞中，这一比例高达80%~90%，并且这种修饰方式在进化上是保守的。蛋白N端乙酰化由N-α-乙酰基转移酶（NAT）来实现，它属于乙酰基转移酶GNA T超家族中的一个亚族。组蛋白乙酰化酶也属于乙酰基转移酶GNA T超家族。GNA Ts转移酶可以将乙酰基团从乙酰辅酶A转移到氨基上。酵母细胞中N-α-乙酰基转移酶的研究已经很透彻，主要有三个N-α-乙酰基转移酶复合体来完成细胞内大多数的蛋白质N端乙酰化反应。这三种N-α-乙酰基转移酶都有底物特异性，而且与核糖体关联，可以在蛋白质翻译过程中将目的蛋白乙酰化。

在人的细胞中，已经鉴定出了两个N-α-乙酰基转移酶。人N-α-乙酰基转移酶的亚基被证实与癌症发生密切相关，甲状腺乳头状癌和神经母细胞瘤的癌细胞中N-α-乙酰基转移酶的表达水平过高。

尽管蛋白质N端乙酰化非常普遍，但是其生物学功能尚不清楚。研究发现N-α-乙酰基转移酶B对微丝蛋白和原肌球蛋白的乙酰化是两者正确形成微丝所必须的。我们对蛋白质N端乙酰化反应的生物学功能了解还太少。

赖氨酸乙酰化和去乙酰化

在组蛋白的乙酰化和去乙酰化反应中，乙酰化和去乙酰化均发生的组蛋白N端尾巴的赖氨酸残基上。有一种假说认为，乙酰基本身带有负电荷，它能中和组蛋白自身的正电荷，从而降低组蛋白与带负电的DNA的结合能力。因此，组蛋白乙酰化可以使核小体的松散，便于启动基因转录。不过，这个模型也面临着挑战。但是不管具体机制如何，组蛋白的乙酰化和去乙酰化是基因表达调控的一种非常重要和普遍的方式。催化这个反应的酶是组蛋白乙酰化酶（HAT）和组蛋白去乙酰化酶（HDAC）。不过，这两种酶也可以催化非组蛋白的乙酰化和去乙酰化反应。乙酰化的组蛋白还可以是表观遗传的一种信息。

除了组蛋白的乙酰化和去乙酰化修饰，转录因子、效应元件、分子伴侣和细胞骨架蛋白的乙酰化和去乙酰化反应也已成为细胞生物学研究的热点。