组蛋白乙酰化

组蛋白乙酰化是指在组蛋白（主要在其N端尾部）的赖氨酸残基上添加乙酰基。它与开放的、转录活跃的染色质广泛相关：通过中和赖氨酸的正电荷，它能减弱组蛋白与DNA的结合，并为激活转录的读取蛋白（reader proteins）创造停靠位点。

Definition

组蛋白乙酰化是乙酰基可逆地、酶促地添加到组蛋白赖氨酸残基的ε-氨基上，通常会使染色质松弛并促进转录，并通过组蛋白去乙酰化酶去除。

Scope

本条目涵盖组蛋白赖氨酸乙酰化的化学性质和位置、写入酶和擦除酶（乙酰转移酶和去乙酰化酶）、识别该标记的读取模块，以及其与活跃染色质的普遍联系。本条目旨在提供参考教育信息，不涉及治疗剂量或个体化治疗。

Core questions

• 赖氨酸的乙酰化如何改变组蛋白-DNA相互作用和染色质紧密化？
• 哪些酶添加和去除该标记，哪些模块读取它？
• 为什么组蛋白乙酰化与活跃转录广泛相关？
• 乙酰化和去乙酰化之间的平衡是如何调节的？

Key concepts

• 赖氨酸乙酰化
• 组蛋白乙酰转移酶（写入酶）
• 组蛋白去乙酰化酶（擦除酶）
• 溴结构域读取器
• 电荷中和与染色质松弛
• 乙酰化相关的活跃染色质

Mechanisms

乙酰基通过组蛋白乙酰转移酶（写入酶）从乙酰辅酶A转移到组蛋白尾部特定赖氨酸的ε-氨基上。乙酰化中和了赖氨酸的正电荷，削弱了组蛋白与带负电荷的DNA骨架之间的静电吸引，从而使核小体包装松散。乙酰化赖氨酸也能被含有溴结构域的读取蛋白识别，这些蛋白会招募转录和重塑机制。该标记通过组蛋白去乙酰化酶（擦除酶）逆转，恢复正电荷并促进染色质紧密化。乙酰转移酶和去乙酰化酶活性的动态平衡决定了局部染色质的可及性和转录能力。

Clinical relevance

组蛋白乙酰化酶在研究环境中被作为基因表达的调节因子和药物靶点进行研究，并且在各种疾病中都描述了乙酰化平衡的破坏。本条目是理解该标记的描述性背景信息，不能作为个体治疗决策的依据。

Evidence & guidelines

组蛋白乙酰化与转录许可染色质的关联、写入-擦除-读取组织以及溴结构域对乙酰化赖氨酸的识别已在Shahbazian和Grunstein、Seto和Yoshida以及Fujisawa和Filippakopoulos的综述中得到充分证实。位点特异性功能后果因残基和环境而异，仍是活跃的绘图领域。

History

组蛋白乙酰化与转录活性之间的联系在20世纪60年代被提出，但该领域在20世纪90年代取得了显著进展，当时组蛋白乙酰转移酶和去乙酰化酶被鉴定为分别激活和抑制转录的酶。后来对溴结构域作为乙酰化赖氨酸读取器的表征完善了该标记的写入-读取-擦除图景。

Key figures

• Michael Grunstein
• C. David Allis
• Edward Seto
• Tony Kouzarides
• Panagis Filippakopoulos

Seminal works

• shahbazian-grunstein-2007
• seto-yoshida-2014
• kouzarides-2007

Frequently asked questions

为什么组蛋白乙酰化倾向于激活转录？

乙酰化中和了组蛋白赖氨酸上的正电荷，从而减弱了组蛋白与DNA的结合，使染色质开放，并招募溴结构域读取蛋白，这些蛋白会引入激活机制。

什么去除组蛋白乙酰化？

组蛋白去乙酰化酶（HDACs）去除乙酰基，恢复赖氨酸的正电荷，并促进染色质紧密化和转录抑制。