Eiwitacetylering

Eiwitacetylering is een post-translationele modificatie waarbij een acetylgroep covalent aan eiwitten wordt toegevoegd. De modificatie komt voor op twee hoofdplaatsen: aan de N-terminus van een eiwit en aan lysine-residuen in de eiwitketen.

De N-terminale acetylatie wordt uitgevoerd door N-acetyltransferases (NATs) en verloopt meestal cotranslational in het ribosoom. Lysineacetylering vindt plaats door lysineacetyltransferases (KATs), waaronder leden van de GNAT-familie en grotere histonacetyltransferases (HATs) zoals p300/CBP en MYST-families. Deacetylatie gebeurt door histon-deacetylasen (HDACs) en sirtuïnes (klasse III HDACs). De modificatie is dus dynamisch en reversibel.

Acetylering verandert de lading van lysine van positief naar neutraal, wat invloed heeft op eiwit-eiwitinteracties, conformatie, activiteit en subcellulaire lokalisatie. Dit kan leiden tot veranderingen in stabiliteit en proteasomale degradatie en kan de efficiëntie van signaaltransductie of enzymatische reacties moduleren. Histonacetylering reguleert bovendien genexpressie door de chromatinetoegang te vergemakkelijken, terwijl acetylatie van veel niet-histon-eiwitten brede rollen heeft in stofwisselingsnetwerken, cytoskelet en transport.

Het eiwitacetyleringsensibelome is wijdverspreid en vrijwel alle cellen tonen deze modificatie. Klinisch zijn afwijkingen in acetylering in verband gebracht met kanker, neurodegeneratieve aandoeningen en metabole ziekten; HDAC-remmers worden dan ook therapeutisch onderzocht en toegepast in sommige vormen van kanker. Detectie gebeurt voornamelijk via massaspectrometrie en antilichamen tegen acetyllysine, met acetylome-analyses als uitgebreide benadering. Voorbeelden van functionele impact zijn p53-acetylering die transcriptionele activiteit stimuleert en Lys40-acetylering op tubuline die microtubulusstabiliteit beïnvloedt.