histonimetylaasinat

Histonimetylaasinat ovat entsyymejä, jotka katalysoivat histonien aminohappojen metyyliryhmän lisäystä. Histoneilla, proteiineilla, jotka pakkaavat DNA:ta kromatiiniksi, on tyypillisesti N-terminaaliset pitkät retkensä, joihin metyyliryhmät voivat kiinnittyä. Metylaatio on yksi keskeisistä post-translaatioelisistä modificaatioista, joka säätelee kromatiinin rakennetta ja geenien ilmentymistä.

Metylaatio tapahtuu käyttämällä S-adenosylmetioniinia (SAM) metyyliryhmän lähteenä. Histonimetylaasinat voidaan jakaa kahteen pääluokkaan: lysiinimetylaasinat (KMT) ja arginiinimetylaasinat (PRMT). KMT-entsyymit sisältävät usein SET-ydinomainen domaanin tuottamia perheitä sekä DOT1L:n, joka on SET-enseyymiä sisältämätön lysiinimetylaasin. PRMT-entsyymit jaetaan tyypillisesti I-, II- ja III-luokkiin niiden muodostamien metyyliryhmien määrän ja konfiguraation perusteella.

Histonimetylaatiolla on useita tunnistettavia merkkejä; esimerkiksi H3K4me3 liittyy usein aktiivisiin promoterialueisiin, kun taas H3K9me3 ja H3K27me3 liittyvät usein geenejä sammuttavaan tai heterokromatiiniseen tilaan. H3K36me3 on yhdistetty transkriptioelongaation säätelyyn. Metylaatio on dynaamista ja usein kytkeytyy muiden modificaatioiden, kuten acetylaation ja fosforylaation, kanssa ristikkäisvaikutuksiin. Lukijat, kuten kromodomaini- ja PHD-fingerimoduulit, tunnistavat näitä merkkejä ja ohjaavat kromatiinin tilaa sekä geenien ilmentymää.

Biologisesti histonimetylaasit osallistuvat kehitykseen, kantasolueroihin ja solujen eriytymiseen, ja niiden virheet tai epäilliset toimintakyvyt voivat liittyä sairauksiin, kuten syöpiin. Tutkimus näistä entsyymeistä on johtanut terapeuttisiin lähestymistapoihin, kuten EZH2- ja DOT1L -methyltransferaasien estäjien kehittämiseen. Metylaatiomarkkereiden kartoitus nykyään perustuu muun muassa ChIP-seq- ja massaspektrometriaan, jotka auttavat ymmärtämään geneettistä säätelyä ja kromatiinin tilan muutoksia eri tilanteissa.