- Подробности
-
Категория: Биология
Беспорядочные хвосты коровам гистонов является субстратом для ковалентных посттрансляционным
модификаций, которым подвергаются конкретные (имеющие конкретную позицию в составе полипептидной цепи) аминокислотные остатки типа.
• ацетилирования остатков Lys? перенос остатка уксусной кислоты (ацетата) на аминогруппу Lys. Реакция катализируется гистона-ацетилтрансферазы (HAT, Histone AcetylTransferase), разные их типы имеют определенную специфичность по остаткам-мишеней. Результатом реакции является исчезновение положительного заряда на остатке Lys (рис. 4.12). Ацетилирования является динамической модификацией: гистона-деацетилазы (HD, Histone Deacetylase, обозначаются также как HDAC) осуществляют отщепление ацетатных остатков. Два типа ферментов-антагонистов поддерживают определенный динамический гомеостаз ацетилирования / деацетилирования, сдвинут в ту или иную сторону в определенных участках хроматина.
• метилирование остатков Lys и Arg? перенос метательного группы (одной, двух или трех) на аминогруппу Lys или на гуанидиновых групп Arg, положительный заряд при этом остается. Реакция катализируется гистона-метилтрансферазы (HMT, Histone MethylTransferase), каждая из которых является специфической по остатку-мишени. В отличие от ацетилирования, метилирования является стабильной во времени модификацией. Метилированных гистоны заменяются неметильовани очень медленно? вероятно, только путем замены на гистоны, синтезированные de novo.
• Фосфорилирование остатков Ser? переноса фосфатного остатка на ОН-группу Ser. Реакция катализируется гистона-киназы (HK, Histone Kinase), отщепление фосфата? фосфатазой. Конкретные остатки модифицируются, показано на рис. 4.13.
Среди всех модификаций, только о ацетилирования можно сказать, что оно четко коррелирует с транскрипционной активностью: гиперацетильовани гистоны присутствуют в активных участках хроматина, в репрессированных поддерживается деацетильований статус. Другие модификации влияют на функциональное состояние сложнее: метилирования одного остатка может вызвать репрессии транскрипции, другой (через несколько аминокислот от первого в том самом хвосте)? сопровождать активацию; фосфорилирования H3-Ser10 коррелирует с активацией транскрипции, но также сопровождает гиперконденсацию хроматина при переходе к митоза.
Поскольку ацетилирования многочисленных остатков Lys (рис. 4.13) приводит к существенному понижению положительного заряда хвостов, только ацетилирования может непосредственно влиять на взаимодействие хвостов с ДНК. Это не вызывает изменений структуры нуклеосомы (практически не зависит от хвостов), но меняет характер структурной динамики как нуклеосомы, так и хроматинового фибриллы на наднуклеосомному уровне ее организации.
Однако главным механизмом влияния модифицированных гистоновых хвостов на функциональное состояние хроматина является специфическое опознания модифицированных хвостов другими белками: регуляторами, факторами транскрипции, ферментами и т.д.. Так, ацетилированные остатки Lys узнаются особым структурным блоком таких белков? бромодоменом.
