Histon-Deacetylase

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Histon-Deacetylase
Vorhandene Strukturdaten: 1tyi, 1q1a
Bezeichner
Gen-Name(n) HDAC1, HDAC2, HDAC3, HDAC4, HDAC5, HDAC6, HDAC7, HDAC8, HDAC9, HDAC10, HDAC11
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 3.5.1.98Hydrolase
Reaktionsart Deacetylierung von N-Acetyllysin in Histon
Substrat Acetyl-Histon
Produkte Histon
Vorkommen
Übergeordnetes Taxon Lebewesen

Histon-Deacetylasen (kurz HDACs) sind Enzyme, die Histone verändern. Sie regeln damit nicht nur direkt die Transkription von genetischer Information und die epigenetische Repression, sondern sie sind auch an der Kontrolle des Zellzyklus und der Entwicklung des Organismus beteiligt. HDACs sind Teil größerer Proteinkomplexe. Sie kommen in allen Lebewesen, und beim Menschen in allen Gewebetypen vor.

Funktion[Bearbeiten]

HDACs entfernen Acetylgruppen von acetyliertem Lysin auf dem N-terminalen Histonende. Durch die Deacetylierung bekommt die Aminosäure Lysin wieder eine positive elektrische Ladung. Dies erhöht die Affinität des Histonendes für das negativ geladene Phosphat-Gerüst der DNA. Durch die folgende Blockierung der DNA für Transkriptionsfaktoren wird die DNA-Transkription herunterreguliert. Dies geht meist mit der Bildung von vor allem inaktivem Heterochromatin einher.

HDACs spielen eine Rolle in der durch das Retinoblastom-Protein induzierten Suppression der Zellproliferation. Das Retinoblastom-Protein ist Teil eines Komplexes, der HDACs zum Chromatin dirigiert um dort Lysine zu deacetylieren [1].

HDAC-Klassen in höheren Eukaryoten[Bearbeiten]

Die humanen HDACs werden nach Sequenz- und Domänverwandschaft zu ihren Orthologen in Hefe in vier Klassen eingeteilt:[2]

  • Klasse I
HDAC1
HDAC2
HDAC3
HDAC8
  • Klasse II
HDAC4
HDAC5
HDAC6
HDAC7
HDAC9
HDAC10
  • Klasse III
Homologe des SIR2-Proteins der Hefe Saccharomyces cerevisiae, humane Sirtuine 1-7
  • Klasse IV
HDAC11

Zusammen mit den Azetylpolyamin Amidohydrolasen und den Azetoin Utilization Proteinen gehören die Histon-Deacetylasen zur Histon-Deacetylasen-Superfamilie.[3][4]

HDAC-Inhibitoren[Bearbeiten]

HDAC-Inhibitoren (z.B. Vorinostat) werden als mögliche Medikamente in der Krebsforschung untersucht. Richon et al.[5] konnten nachweisen, dass HDAC-Inhibitoren den CDK-Inhibitor 1 induzieren können.[6] Nach neusten Forschungen konnte nachgewiesen werden, dass viele Krebszellen, darunter Zellen von Brust-, Leber- oder Nierenkrebs, außergewöhnlich viel HDAC11 produzieren. Untersuchungen gehen nun dahin, inwieweit HDAC11 als Zielstruktur für neue Krebstherapien wirken könnte.[7]

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

Referenzen[Bearbeiten]

  1. Brehm A, Miska EA, McCance DJ, Reid JL, Bannister AJ, Kouzarides T. 1998 Retinoblastoma protein recruits histone deacetylase to repress transcription. Nature 391(6667):597-601.
  2. Gregoretti IV et al.: Molecular evolution of the histone deacetylase family: functional implications of phylogenetic analysis.. J Mol Biol. 2004 Apr 16;338(1):17-31 doi:10.1016/j.jmb.2004.02.006
  3. Leipe D.D., Landsman D. Histone deacetylases, acetoin utilization proteins and acetylpolyamine amidohydrolases are members of an ancient protein superfamily. Nucleic Acids Res. 25: 3693-3697 (1997) PMID 9278492.
  4. InterPro IPR000286 Histone deacetylase superfamily
  5. Richon VM, Sandhoff TW, Rifkind RA, Marks PA. AUG 29 2000. "Histone deacetylase inhibitor selectively induces p21(WAF1) expression and gene-associated histone acetylation." Proceedings of the National Academy of Sciences 97(18):10014-10019.
  6. el-Deiry WS, Tokino T, Velculescu VE, Levy DB, Parsons R, Trent JM, Lin D, Mercer WE, Kinzler KW, Vogelstein B. NOV 19 1993. "WAF1, a potential mediator of p53 tumor suppression." Cell 75(4):817-25.
  7.  Hedwig E. Deubzer, Marie C. Schier, Ina Oehme, Marco Lodrini, Bernard Haendler, Anette Sommer und Olaf Witt: HDAC11 is a novel drug target in carcinomas. In: International Journal of Cancer. 132, Nr. 1, 2012, doi:10.1002/ijc.27876.