K-malonylaatio, K-sukkinylaatio ja K-glutarylaatio ja niiden säätely Sirtuiinilla SIRT5

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25717114
 http://www.mcponline.org/content/14/9/2308.full

Mol Cell Proteomics. 2015 Sep;14(9):2308-15. doi: 10.1074/mcp.R114.046664. Epub 2015 Feb 25.

Metabolic Regulation by Lysine Malonylation, Succinylation, and Glutarylation.

Hirschey MD¹, Zhao Y². Abstract

Proteiinin aktivaatio on runsaasti  tutkittu säätelymekanismi, jota usea soluprosessi tarvitsee aivan geenin ilmentymästä aineenvaihduntaan. Uusiin löytöihin  posttranslationaalisista modifikaatioista kuuluu malonylaatio, sukkinylaatio ja glutarylaatio ja niistä on saatu  laajempaa käsitystä  proteiineissa havaituista modifikaatioista. Nämä kolme  lysiinin (K)  happomodifikaatiota ovat raketneellisesti samankaltaisia, mutta niillä on kykyä säädellä  eri proteiineja eri teissä.  SIRT5, sirtuiini 5- deasylaasiproteiini, katalysoi  näiden modifikaatioiden  poistoa  laajasta proteiinijoukosta erilaisissa soluaitioissa . Tässä artikkelsisa  tehdään katsausta näistä uusista modifikaatioista, niiden säätymisestä SIRT5-sirtuiinilla ja niiden merkityksen  selkenemisestä solusäätelyssä ja taudeissa.

Tähän  artikkeliin liittyy  havainnollsitavat kuvat. Samassa proteiinisa saattaa olla monenlaista modifikaatiota.  Kun vertaa modifikaatiota  asetylatio tai  nämä kolme mainittua muuta  happoa,  perusero näitten kesken on se, että  asetylaatio  tuottaa nolla (0)varauksen,  mutta  näiden muiden  modifikaatiot  tuottavat summana miinus (-)varauksen, koska ne ovat  dihappoja.

SIRT5  tarvitsee NAD+  kofaktoria  funktioonsa, kun poistaa  substraateista mainittuja dihappotähteitä.  Tästä kertoo  toinen kuva.

Kolmas kuva  selventää missä aitioissa  näitä   dihappoja esiintyy ja mistä  niitä muodostuu. (malonyl, sukkinyl,  glutaryl) . Sirtuiinien  metabolinen funktio  on  tasossa, joka tunnistaa  energeettistä stressiä ja säätelee  rasva ja hiilihydraatti energiateiden välistä tasapainoa aktivoituen  ravinto ja energia vajeen aiheuttamasta stressista tai virikkeestä.

(Sivumaininta: MalonylCoA on taas Krebsin syklin reservilähdettä ,  josta voi muodostua   Acetyl CoA   eMDC entsyymin avulla.  K- asetylaatio aktivoi  entsyymin, mutta  sitä entsyymiä taas vaimentaa SIRT4 toimittama K-deasetylaatio;  SIRT4  on ADP-ribosyltransferaasi, joka inhiboi myös  glutamiinihappodehydrogenaasin aktiivisuutta  ja säätää alas insuliinin  eritystä ja rasvahappo-oksidaatiota, sekä  mitokondriaalisten geenien ilmenemää lihaksessa ja maksassa)

• Protein acetylation is a well-studied regulatory mechanism for several cellular processes, ranging from gene expression to metabolism. Recent discoveries of new post-translational modifications, including malonylation, succinylation, and glutarylation, have expanded our understanding of the types of modifications found on proteins. These three acidic lysine modifications are structurally similar but have the potential to regulate different proteins in different pathways. The deacylase sirtuin 5 (SIRT5) catalyzes the removal of these modifications from a wide range of proteins in different subcellular compartments. Here, we review these new modifications, their regulation by SIRT5, and their emerging role in cellular regulation and diseases.

PMID:

25717114

PMCID:

PMC4563717

DOI:

10.1074/mcp.R114.046664

[Indexed for MEDLINE]

Free PMC Article