蛋白赖氨酸乙酰化/脱乙酰基酶代谢相关疾病:赖氨酸乙酰化

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摘要

赖氨酸乙酰化是可逆的翻译后修饰，表观遗传现象，

乙酰基乙酰基转移到赖氨酸—

靶向蛋白氨基酸组，这是调制的乙酰转移酶（组蛋白/

赖氨酸乙酰转移酶（K），帽子/棒）和去乙酰化酶（组蛋白去乙酰化酶/赖氨酸（K），

HDACs / KDACs）。赖氨酸乙酰化调节各种代谢过程，

如脂肪酸氧化、克雷布斯循环、氧化磷酸化、血管生成

凡此种种，不一而足。因此，赖氨酸乙酰化障碍可能与肥胖、糖尿病有关

和心血管疾病，被称为代谢并发症。

随着蛋白质组学乙酰化研究的不断深入，赖氨酸乙酰化也涉及到

在细胞免疫状态和退行性疾病，例如，阿尔茨海默氏病

亨廷顿病。本文综述了目前的研究

赖氨酸乙酰化代谢调节与代谢相关疾病，

如心血管疾病和脂肪代谢紊乱。

关键词

赖氨酸乙酰化，Acetyl CoA，代谢相关疾病，心血管

疾病、肥胖

1。介绍

赖氨酸乙酰化是一个大的蛋白翻译后修饰，延伸

在细胞质中占多数的少数。在特定的细胞中，不少于

2000赖氨酸乙酰化蛋白存在。这些乙酰化蛋白包括代谢

酶，细胞骨架蛋白，分子伴侣，核糖体蛋白，核

运输因子等，从而参与代谢，细胞信号

转导、应激反应、蛋白水解、细胞凋亡和神经元生长，

乙酰化的蛋白质组学分析表明，大多数乙酰化蛋白

如何引用本文：王，Q.L.，郭，

SJ和高，基督教青年会的“（2016）蛋白质的赖氨酸

乙酰化/脱乙酰化酶和

代谢相关疾病。进展

生物科学与技术，7，454-467。

http://dx.doi.org/10.4236/abb.2016.711044

收稿日期：2016年9月5日

接受：2016年11月15日

发布时间：2016年11月18日

2016作者和版权©

科学研究出版公司

这项工作是根据创意许可

署名国际

许可证（CC 4）。

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

开放存取

L. Wang等人。

四百五十五

细胞质和线粒体与中间代谢相关[ 1 ]。在

中间代谢过程赖氨酸乙酰化调节代谢酶

至少有两种机制：1）酶催化活性的调节；2）对稳定性的影响

酶[ 2 ] [ 3 ]。代谢性疾病经常发生在疾病，如肥胖，

糖尿病，心血管疾病和癌症，因此赖氨酸乙酰化可能

发挥某些功能在这些疾病的成因[ 4 ] [ 5 ]。最近越来越多的研究

发现神经退行性疾病，如阿尔茨海默氏病和Huntington

综合征，也与蛋白质赖氨酸乙酰化[ 6 ] [ 7 ]。因此，

蛋白赖氨酸乙酰化的调节可能是一种有效的治疗策略

代谢相关疾病。

赖氨酸乙酰化被称为乙酰基转移到赖氨酸-氨基

靶向蛋白的乙酰转移酶和去乙酰化酶共同调制。去乙酰化酶

KDACs已经发现分为四类：第一类包括

kdac1，kdac2，kdac3和kdac8；II类包括kdac4 ~ kdac10（除

kdac8）；III类包括sirtuins 1 7；IV类包括kdac11。一、二班，

和IV KDACs共享序列同源性（身份，24% - 65%；相似，41% - 82%）

在脱乙酰基酶域，其活性依赖于Zn2 +离子[ 8 ]。III类

Sirtuin deacetylases的活动是NAD +

依赖和对营养状况的反应

体内能量电荷。不同KDACs和sirtuins可以定位在不同的细胞

车厢（见表1），并参与不同的基因表达调控

各种功能蛋白的乙酰化修饰。乙酰转移酶

帽子/公司主要分为三组：1）对相关酶

（GNAT）；2）E1A相关蛋白：P300 / kat3a和CBP（kat3b）；3）神秘岛

蛋白质[ 9 ]。p300/CBP和GCN5是最有特色的乙酰转移酶

酶活性最强的家庭。广泛的特点，乙酰转移酶

主要被称为核酶，虽然它们也在细胞质中发挥作用

在某些情况下。此外，乙酰化酶包括核

受体共激活因子等（见表2）。这些酶和蛋白质深刻

影响生物体的行为和生理等方面的广泛研究

蛋白质赖氨酸乙酰化正在进行[ 10 ] - [ 12 ]。乙酰化酶和去乙酰化酶

通过调节乙酰化/乙酰化来确定体内的乙酰化状态

胞内蛋白，可调节中起着重要的作用脂肪酸氧化、克雷布斯循环和氧化磷酸化。

在肝细胞中，SIRT1去乙酰化酶的抑制糖酵解和增强肝脏基因表达

通过对过氧化物酶体增殖物激活受体赖氨酸乙酰糖异生

γ共激活因子1-α（PGC-1α），从而激活酶活性。

肌肉，SIRT1可促进线粒体功能、能量平衡、氧

诱导线粒体内氧化磷酸化和生物合成的消耗

[ 22 ]。在脂肪酸代谢过程中，SIRT1 deacetylates和激活乙酰辅酶A

合成酶1（AceCS1），SIRT1底物，提高酯为脂肪酸代谢

[ 23 ]。此外，基因敲除小鼠低血糖、皮下脂肪

减少，这表明SIRT6可能参与维持血糖平衡

体内脂肪合成[ 24 ]。总的来说，deacetylase Sirtuins发挥了重要的调控

在中间代谢中的作用，并可能通过调节干预代谢紊乱

哺乳动物的中间酶活性。

三.蛋白质赖氨酸乙酰化与代谢相关疾病

赖氨酸乙酰化，作为中介的主要的翻译后修饰酶

代谢，被广泛研究在小鼠/人肝细胞，并在人类白血病

细胞.研究表明，蛋白质赖氨酸乙酰化代谢涉及

碳水化合物、脂类、氨基酸、核苷酸和次级代谢产物，

因此，赖氨酸乙酰化修饰也与肥胖、糖尿病有关，

心血管疾病等[ 25 ]。也就是说，赖氨酸的乙酰化可能是

代谢相关疾病的主要调节机制，与酶的研究

赖氨酸乙酰化/脱乙酰化可能与代谢相关

疾病.

3.1。蛋白质赖氨酸乙酰化与脂肪代谢紊乱

饮食性肥胖（DR）与II型糖尿病及脂肪组织缺氧有关

激活HIF-1α。近年来研究发现其参与代

HIF-1α调控的疾病[ 26 ]。重要的是，从内脏脂肪组

人类的肥胖者，其表达水平很低，而HIF-1α高

在3T3-L1脂肪细胞中的HIF-1α耗竭导致βmRNA和蛋白的诱导

这表明SIRT2功能障碍可能是肥胖发展的因素。

因此，通过负调控sirt2-hif-1α调节轴可能是一种有效

在肥胖的预防方法[ 27 ]。在另一项研究中，过度表达或

减少细胞质SIRT2块或促进脂肪细胞分别为[ 28 ]。许多

脂肪细胞分化相关的基因，如GLUT4，AP2和脂肪酸合成酶

基因，都受β，从而调节脂肪细胞的分化。

原因是在控制β和乙酰化模式之间直接的相互作

脂肪生成[ 29 ]。

去乙酰化酶SIRT1也促进脂肪动员抑制过氧化物酶体增殖物

激活受体γ（PPARγ）在脂肪细胞[ 30 ]。过表

siRNA减弱或促进脂肪生成脂肪细胞或抑制SIRT1 SIRT1

L. Wang等人。

四百五十九

分别。在脂肪细胞分化过程中，SIRT1表达上调可促进

脂肪分解和脂肪减少。SIRT1的蛋白和mRNA的表达伴随着

C/EBPα的表达，从而调节SIRT1表达的结

SIRT1启动[ 31 ] [ 32 ]。SIRT1调节脂联素基因的表达

通过foxo1-c / EBPα转录复合物[ 33 ]。监管机

SIRT1