H3K9ac
H3K9ac är en epigenetisk modifiering av DNA-förpackningsproteinet Histone H3 . Det är ett märke som indikerar acetyleringen vid den 9:e lysinresten av histon H3-proteinet.
H3K9-histonen har två jobb. Gener aktiveras om detta märke acetyleras och tystar dem om de metyleras. H3K9ac är en viktig acetylering och kopplad till aktiva promotorer. H3K9ac och H3K14ac har visats vara en del av det aktiva promotortillståndet. De är också närvarande över bivalenta promotorer och aktiva förstärkare.
Detta är också ett tecken på levercancer genom en defekt i övergången H3K9ac/ H3K9me3 .
Lysinacetylering och deacetylering
Proteiner acetyleras vanligtvis på lysinrester och denna reaktion är beroende av acetyl-koenzym A som acetylgruppdonator. Vid histonacetylering och deacetylering acetyleras och deacetyleras histonproteiner på lysinrester i den N-terminala svansen som en del av genreglering . Vanligtvis katalyseras dessa reaktioner av enzymer med histonacetyltransferas (HAT) eller histondeacetylas (HDAC) aktivitet, även om HAT och HDAC kan modifiera acetyleringsstatusen för icke-histonproteiner också.
Regleringen av transkriptionsfaktorer, effektorproteiner, molekylära chaperoner och cytoskelettproteiner genom acetylering och deacetylering är en betydande posttranslationell regleringsmekanism. Dessa regleringsmekanismer är analoga med fosforylering och defosforylering genom verkan av kinaser och fosfataser . Inte bara kan acetyleringstillståndet för ett protein modifiera dess aktivitet utan det har nyligen förekommit att denna posttranslationella modifiering också kan överhöra med fosforylering , metylering , ubiquitination , sumoylering och andra för dynamisk kontroll av cellulär signalering.
Inom epigenetikområdet har histonacetylering (och deacetylering ) visat sig vara viktiga mekanismer i regleringen av gentranskription . Histoner är dock inte de enda proteinerna som regleras av posttranslationell acetylering.
Nomenklatur
H3K9ac indikerar acetylering av lysin 9 på histon H3-proteinsubenhet:
| Abbr. | Menande |
| H3 | H3 familj av histoner |
| K | standardförkortning för lysin |
| 9 | position för aminosyraresten (räknat från N-terminalen) |
| ac | acetylgrupp |
Histon modifieringar
Det genomiska DNA från eukaryota celler är lindat runt speciella proteinmolekyler som kallas histoner . Komplexen som bildas av öglan av DNA är kända som kromatin . Den grundläggande strukturella enheten för kromatin är nukleosomen : denna består av kärnoktameren av histoner (H2A, H2B, H3 och H4) samt en länkhiston och cirka 180 baspar av DNA. Dessa kärnhistoner är rika på lysin- och argininrester. Karboxyl (C) terminala änden av dessa histoner bidrar till histon-histon-interaktioner, såväl som histon-DNA-interaktioner. De amino(N)-terminalladdade svansarna är platsen för de posttranslationella modifieringarna, såsom den som ses i H3K36me3 .
Epigenetiska implikationer
Den post-translationella modifieringen av histonsvansar av antingen histonmodifierande komplex eller kromatinremodelleringskomplex tolkas av cellen och leder till komplex, kombinatorisk transkriptionell produktion. Man tror att en histonkod dikterar uttrycket av gener genom en komplex interaktion mellan histonerna i en viss region. Den nuvarande förståelsen och tolkningen av histoner kommer från två storskaliga projekt: ENCODE och den epigenomiska färdplanen. Syftet med den epigenomiska studien var att undersöka epigenetiska förändringar över hela genomet. Detta ledde till kromatintillstånd som definierar genomiska regioner genom att gruppera interaktionerna mellan olika proteiner och/eller histonmodifieringar tillsammans. Kromatintillstånd undersöktes i Drosophila-celler genom att titta på bindningsplatsen för proteiner i genomet. Användning av ChIP-sekvensering avslöjade regioner i genomet som kännetecknas av olika bandning. Olika utvecklingsstadier profilerades även i Drosophila, betoning lades på histonmodifieringsrelevans. En titt på de erhållna uppgifterna ledde till definitionen av kromatintillstånd baserat på histonmodifieringar.
Det mänskliga genomet kommenterades med kromatintillstånd. Dessa annoterade tillstånd kan användas som nya sätt att annotera ett genom oberoende av den underliggande genomsekvensen. Detta oberoende från DNA-sekvensen framtvingar den epigenetiska naturen hos histonmodifieringar. Kromatintillstånd är också användbara för att identifiera regulatoriska element som inte har någon definierad sekvens, såsom förstärkare. Denna ytterligare nivå av annotering möjliggör en djupare förståelse av cellspecifik genreglering.
H3K9ac
H3K9ac och H3K14ac har visats vara en del av det aktiva promotortillståndet. De är också närvarande över bivalenta promotorer och aktiva förstärkare.
H3K9-histonen har två jobb. Gener aktiveras om detta märke acetyleras och tystar dem om de metyleras. H3K9ac är en viktig acetylering och kopplad till aktiva promotorer.
Detta är också ett märke för levercancer genom en defekt i övergången H3K9ac/H3K9me3. Dessutom visar lägre acetylering vid detta märke en dålig prognos vid oral cancer.
Metoder
Histonmärkets acetylering kan detekteras på en mängd olika sätt:
1. Chromatin Immunoprecipitation Sequencing ( ChIP-sequencing ) mäter mängden DNA-anrikning en gång bundet till ett målprotein och immunoutfällt. Det resulterar i god optimering och används in vivo för att avslöja DNA-proteinbindning som förekommer i celler. ChIP-Seq kan användas för att identifiera och kvantifiera olika DNA-fragment för olika histonmodifieringar längs en genomisk region.
2. Mikrokock-nukleassekvensering (MNase-seq) används för att undersöka regioner som är bundna av välpositionerade nukleosomer. Användning av mikrokocknukleasenzymet används för att identifiera nukleosompositionering. Väl positionerade nukleosomer ses ha anrikning av sekvenser.
3. Analys för transposastillgänglig kromatinsekvensering (ATAC-seq) används för att titta in i regioner som är nukleosomfria (öppet kromatin). Den använder hyperaktiv Tn5-transposon för att framhäva nukleosomlokalisering.