Englisch: histone acetyltransferase
Eine Histonacetyltransferase, kurz HAT, ist ein Enzym, das spezifisch Acetylgruppen auf bestimmte Lysinreste von Histonproteinen überträgt. Die Histonacetylierung dient der epigenetischen Regulation der Genexpression.
In Histonproteinen werden neben anderen Aminosäuren vor allem Lysinreste durch verschiedene chemische Restgruppen modifiziert. Die Acetylierung der Lysine ist neben der Methylierung eine der häufigsten Modifikationen. Sie spielt ein wichtige Rolle bei der Aktivierung der Expression von Genen und ist neben anderen Histonmodifikationen ein Teil des epigenetischen Codes.
Histonacetyltransferasen übertragen in einer enzymatischen Reaktion eine Acetylgruppe von Acetyl-CoA auf die ε-Aminogruppe der Seitenkette des Lysins. Dabei geht die positive Ladung der unacetylierten Lysinseitenkette verloren. Die negativ geladene DNA kann nicht mehr mit dem positiven Lysinrest interagieren und die dichte Packung zwischen DNA und Histonprotein wird lockerer (Euchromatin). Dieser Vorgang ermöglicht die Bildung von Bindungsstellen für bestimmte Protein-Protein-Interaktionsdomänen (z.B. Acetyllysin-bindende Bromodomäne). Dadurch wird im Allgemeinen eine Aktivierung der Genexpression des entsprechenden DNA-Abschnittes bewirkt. Als Gegenspieler der Histonacetyltransferasen entfernen Histondeacetylasen (HDAC) die Acetylgruppe durch Hydrolyse mit Wasser, was einer Deaktivierung der entsprechenden Genexpression gleichkommt.
Histonacetyltransferasen können auch andere Proteine (z.B. Kernrezeptoren, Transkriptionsfaktoren) acetylieren, um die Genexpression zu erleichtern.
Histonacetyltransferasen werden aufgrund ihrer Lokalisation in zwei verschiedene Klassen unterteilt:
Es existieren jedoch auch Histonacetyltransferasen, die sich sowohl im Zellkern als auch im Zytoplasma befinden.
Basierend auf der Sequenzhomologie sowie gemeinsamen Strukturmerkmalen können HATs in verschiedene Familien eingeteilt werden:
Zu den HATs der GNAT-Familie zählen z.B. GCN5, PCAF, Hat1, Elp3, Hpa2 und ATF-2. Sie besitzen i.d.R. eine Bromodomäne und acetylieren Lysinreste auf den Histonen H2B, H3 und H4. Die HATs der GNAT-Familie besitzen bis zu vier hochkonservierte Motive (A-D) innerhalb der katalytischen Domäne.
Zu den HATs der MYST-Familie zählen z.B. MOZ, Ybf2 (Sas3), Sas2, Tip60, Esa1, MOF, MORF und HBO1. Sie sind durch das Vorhandensein von Zinkfinger- und Chromodomänen gekennzeichnet. Diese HATs acetylieren Lysinreste auf den Histonen H2A, H3 und H4.
Histonacetyltransferasen spielen eine wichtige pathophysiologische Rolle, insbesondere bei
Tags: Acetylase, Acetylierung, Enzym, Epigenetik, GCN5, Genexpression, Histon, Histonmodifikation, Lysin, MYST, PCAF, Transferase
Fachgebiete: Biochemie
Diese Seite wurde zuletzt am 28. Mai 2020 um 19:23 Uhr bearbeitet.
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