Deacetylierung
Englisch: deacetylation
Definition
Die Deacetylierung beschreibt den chemischen oder biochemischen Prozess der Abspaltung einer Acetylgruppe (CH3CO-) von einem Molekül. Sie entspricht der umgekehrten Reaktion zur Acetylierung und spielt eine zentrale Rolle in der epigenetischen Regulation, im Stoffwechsel sowie in der posttranslationalen Modifikation von Proteinen.
Hintergrund
Acetylgruppen werden häufig an Lysinreste von Proteinen, insbesondere Histonen, angehängt oder von ihnen entfernt. Diese Modifikationen beeinflussen die Ladung und damit die Struktur und Funktion der betroffenen Moleküle.
Die Enzyme, die eine Deacetylierung katalysieren, heißen Deacetylasen bzw. Histondeacetylasen (HDACs), wenn sie auf Histone wirken. Ihr Gegenspieler sind die Acetyltransferasen.
Funktion
Epigenetik
In der Genregulation ist die Deacetylierung von Histonen ein zentraler Mechanismus. Deacetylierte Lysinreste haben eine positive elektrische Ladung. Diese kann mit der negativen Ladung der Phosphatgruppen des DNA-Rückgrats wechselwirken. Dadurch kommt es zu einer Verdichtung der DNA (Heterochromatin) und zur Unterdrückung der Transkription. Die Aktivität von HDACs führt häufig zu einer Repression der Genexpression.
Signaltransduktion
Neben den Histonen unterliegen auch viele andere Proteine, z.B. Transkriptionsfaktoren wie p53, Acetylierungs- und Deacetylierungsprozessen. Diese Modifikationen beeinflussen ihre Stabilität, Lokalisation und Aktivität.
Stoffwechsel
Die Sirtuine, eine Klasse NAD⁺-abhängiger Deacetylasen, sind an der Regulation des Energiestoffwechsels und des Zellüberlebens beteiligt.
Klinische Relevanz
Viele Tumoren zeigen eine Überaktivität von HDACs, was zur Repression von Tumorsuppressorgenen führt. HDAC-Inhibitoren (z.B. Romidepsin) werden entsprechend in der Krebstherapie eingesetzt.