Palmitoylaation

Palmitoylaatio on proteiinien post-translaatiivinen muokkaus, jossa palmitiinihaposta peräisin oleva palmitoyyliryhmä kiinnittyy proteiiniin. Yleisimmin muoto on S-palmitoylaatio, jossa palmitoyyliryhmä kiinnittyy kysteiinissä olevaan sulfhydryl-ryhmään muodostaen thioesterisidoksen. Palmitoylaatio lisää proteiinin hydrofobisuutta ja vaikuttaa sen membranaariseen paikantumiseen sekä liikkuvuuteen soluissa.

Katalyysi tapahtuu DHHC-palmitoyltransferaasien (DHHC-PATs) avulla. Nämä entsyymit, noin 23 ihmisellä, sijaitsevat eripuolilla solulimembraania ja Golgin kaltaisissa kompartimenteissa sekä katalysoivat palmitoylaation siirtäen palmitoyyliryhmän palmitoyyl-CoA:sta proteiiniin. Palmitoylaation reaktio on dynaaminen ja voi kääntyä depalmitoylaation puolelle, jonka suorittavat acyl-proteiini-thioesteraasit (APT1/LYPLA1 ja APT2/LYPLA2) sekä ABHD-perheen muut jäsenet.

Palmitoylaatio vaikuttaa proteiinien kohdistumiseen membraaneihin, vuorovaikutussuhteisiin ja vakautumiseen. Sitä säätelevät solun tilat ja signaalit; esimerkiksi Ras-proteiinit, G-proteiinien alayksiköt sekä useat synaptiset proteiinit, kuten PSD-95, ovat riippuvaisia palmitoylaatiosta oikeassa paikassa ja oikeaan aikaan. Palmitoylaatio voi myös vaikuttaa proteiinien liikkuvuuteen lipidiplateilla ja mikrosegmenttien muodostumiseen.

Tutkimuksessa käytetään menetelmiä kuten palmitoyl-analogeja (esim. 17-ODYA) sekä acyl-biotin-exchange (ABE) ja acyl-RAC sekä mass-spektrometria paljastamaan palmitoylaation kohdat. Palmitoylaation säätely on tärkeää monissa fysiologisissa toiminnoissa, ja sen virheellinen säätelely on yhdistetty muun muassa syöpään, neurodegeneratiivisiin sairauksiin ja infektioprosesseihin.