Deacetylase
Englisch: deacetylase
Definition
Deacetylasen sind Enzyme, die Acetylgruppen (–COCH₃) von Proteinen oder anderen Biomolekülen abspalten. Diese Reaktion wird als Deacetylierung bezeichnet. Sie spielt eine zentrale Rolle in der zellulären Regulation, insbesondere im Kontext von Signaltransduktion, Stoffwechsel und Genexpression.
Biochemie
Obwohl Deacetylasen eine sehr heterogene Enzymgruppe mit großer Diversität sind, besitzen alle Deacetylasen eine ausgeprägte Bindungsstelle für die Acetylgruppe auf ihrer Proteinoberfläche, die durch eine starke elektronegative Ladung gekennzeichnet ist.
Deacetylasen katalysieren die Hydrolyse von Acetylgruppen. Je nach Enzym werden entweder Zinkionen (Zn2+) oder NAD+ als Cofaktor benötigt.
Die Entfernung von Acetylgruppen ist eine posttranslationale Modifikation von Proteinen, die ihre Funktion, Stabilität und Wechselwirkungen verändert.
Vertreter
Wichtige Vertreter sind die Histondeacetylasen (HDAC), die in verschiedene Klassen (I-IV) untergliedert werden. Diese haben neben den Histonen aber auch andere Proteine als Substrate (z.B. p53, Tubulin und metabolische Enzyme).
In Bakterien, Pilzen und einigen Eukaryoten kommen verschiedene Kohlenhydrat-Deacetylasen vor (z.B. Chitin-Deacetylasen und Peptidoglykan-Deacetylasen).
Klinische Relevanz
Histondeacetylasen beeinflussen den epigenetischen Code. Ihre Dysregulation wird unter anderem mit Krebsentstehung oder degenerativen Erkrankungen in Verbindung gebracht.
Bakterien, die Bestandteil der Darmflora sind, deacetylieren Polysaccharide aus der Nahrung und unterstützen so die Verdauung. Jedoch haben bakterielle Deacetylasen (z.B. Peptidoglykan- und Lipid-Deacetylasen) auch negative Effekte, da sie durch die Modifikation der bakteriellen Zellwand Einfluss auf die Pathogenität und die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen haben.