(1)组蛋白乙酰化是指在乙酰基转移酶的作用下,在蛋白质赖氨酸残基上添加乙酰基的过程,是细胞控制基因表达,蛋白质活性或生理过程的一种机制。组蛋白乙酰化多发生在核心组蛋白N端碱性氨基酸集中区的特定赖氨酸残基,将乙酰辅酶A的乙酰基转移到Lys的ε-NH3+,中和掉一个正电荷,从而减弱DNA与组蛋白的相互作用。组蛋白乙酰化水平是由组蛋白乙酰基转移酶和组蛋白去乙酰基转移酶共同决定。在细胞核内,组蛋白乙酰化与组蛋白去乙酰化过程处于动态平衡,精确地调控基因的转录和表达。
(2)组蛋白乙酰化的生物学作用如下:
①改变染色质的结构,直接增强转录活性,激发或增强基因的表达。
a.组蛋白尾部赖氨酸残基的乙酰化能够使组蛋白携带正电荷量减少,降低其与带负电荷的DNA链的亲和性,导致局部DNA与组蛋白八聚体解开缠绕,从而促使参与转录调控的各种蛋白因子与DNA特异序列结合,进而发挥转录调控作用;
b.组蛋白的N末端尾巴可与参与维持染色质高级结构的多种蛋白质相互作用,更加稳定了核小体的结构。而组蛋白乙酰化却减弱了上述作用,阻碍了核小体装配成规则的高级结构;
c.组蛋白乙酰基转移酶对相关的转录因子或活化因子进行乙酰化修饰以调节基因的表达。
②使得核小体表面发生改变,调控蛋白更容易和染色质结合,间接增强转录活性,激发或增强基因的表达。
③在染色质水平上局部组蛋白的去乙酰化可以稳定核小体结构,并且恢复组蛋白与DNA及组蛋白与组蛋白之间的作用。HDACs将乙酰基从组蛋白尾端移除后可促进其与沉默子间的相互作用,共同发挥转录抑制作用。