一文了解乙酰化修饰
发布时间：2025-11-21 10:41:00前言
蛋白质是生命的物质基础，是生命活动的主要承担者。蛋白质翻译后修饰（PTMs）是指在蛋白质合成后，通过酶催化或化学反应在氨基酸残基上添加化学基团的过程，主要包括磷酸化、乙酰化、甲基化、泛素化、糖基化等类型。其中乙酰化修饰是细胞内蛋白质翻译后修饰的一种重要形式。
什么是乙酰化
乙酰化修饰(Acetylation)是蛋白质在乙酰基转移酶的催化作用下，将乙酰辅酶A（Ac-CoA）的乙酰基转移到蛋白质赖氨酸残基上的过程。这一过程通常发生在赖氨酸（Lys）残基上，但也可能发生在其他氨基酸上。其中赖氨酸乙酰化是一个可逆的过程，这种可逆性使得乙酰化在细胞内起到了动态调控的作用，包括调控蛋白质功能、染色质结构和基因表达等。
乙酰化分类
根据乙酰化修饰发生的位置不同分为Nα-乙酰化、Nε-乙酰化和O-乙酰化三种类型。
Nε-乙酰化（赖氨酸乙酰化）：是指通过赖氨酸乙酰化酶（KAT）将乙酰基从乙酰辅酶A转移到赖氨酸的ɛ-氨基侧链而产生的。
Nα-乙酰化：α-乙酰化是指在N-α-乙酰转移酶（NATs）介导下，在底物蛋白的N-末端氨基酸的α-氨基上添加乙酰基的一个不可逆过程。
O-乙酰化：O-乙酰化是指将乙酰基加到酪氨酸/丝氨酸/苏氨酸羟基上。
生物学功能
调控基因的表达：包括组蛋白乙酰化以及非组蛋白的特定位点乙酰化。其中组蛋白乙酰化修饰可以使染色质结构松散，促进转录因子及协同转录因子与DNA特异性结合，从而控制基因的转录。而去乙酰化则导致基因沉默，抑制了基因的转录。
信号转导：乙酰化修饰参与调控多种信号通路，包括NF-kB、MAPK、Hippo、Wnt、Notch等。乙酰化修饰可以通过调节信号分子和效应分子的乙酰化状态，从而调控细胞的生长、分化、凋亡等过程。
代谢调控：许多代谢酶（如乙酰辅酶A羧化酶、丙酮酸脱氢酶复合物）的活性受乙酰化调控。其中乙酰辅酶A（ Acetyl-CoA ）的浓度水平与代谢通路活性相关，NAD⁺水平与与代谢酶活性相关。
调控蛋白质的功能：乙酰化修饰可以通过多种机制比如改变蛋白质空间构象，影响蛋白质的功能，包括调节蛋白质稳定性、酶活性、亚细胞定位以及与其他分子的相互作用等。
与疾病的关系
癌症：组蛋白乙酰化异常可导致抑癌基因沉默或癌基因激活，促进肿瘤细胞增殖、侵袭和转移。
神经退行性疾病：如阿尔茨海默病中，Tau蛋白的乙酰化促进其聚集，形成神经纤维缠结，与疾病进展相关。
代谢性疾病：糖尿病、肥胖等疾病中，代谢酶和信号蛋白的乙酰化异常与胰岛素抵抗、能量代谢紊乱有关。
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