Connections between intermediary metabolism and acetylation of histones

Abstract

Acetylácia histonov ovplyvňuje štruktúru chromatínu a pôsobí ako koaktivačný signál pre transkripciu. Acetylácia lyzínových zvyškov na histonoch je zprostredkovaná histon acetyltransferásami, ktoré využívajú molekulu Ac-CoA ako donor acetylovej skupiny. Ac- CoA sa nachádza v strede intermediárneho metabolizmu, kde zásobuje cyklus kyseliny citrónovej a syntézu mastných kyselín. Hladina intracelulárneho Ac-CoA fluktuuje v dôsledku zmien v dostupnosti spracovateľných zdrojov uhlíku a metabolickej aktivity bunky. Keďže zmeny v intracelulárnej koncentrácii pozitívne korelujú so stupňom acetylácie histonov, Ac-CoA by mohol prispievať k modulácii transkripcie vyvolanej nutričným stresom. Ac-CoA sa navyše účastní procesu diferenciácie a zdá sa byť dôležitý v regulácii bunkového cyklu. Kľúčové slová: Ac-CoA, acetylácia histonov, výživa, intermediárny metabolizmus, regulácia transkripcie, bunkový cyklus, glukóza

Acetylation of histone proteins affects chromatin structure and functions as a coactivating signal for transcription. Acetylation of histone lysine residues is mediated by histone acetyltransferases, which utilize molecule of Ac-CoA as a donor of acetyl group. Ac-CoA is located in the centre of intermediary carbon metabolism, where it fuels citric acid cycle and fatty acid synthesis. Level of intracellular Ac-CoA fluctuates in response to changes in availability of utilizable carbon sources and metabolic activity of the cell. Since changes in intracellular concentration of Ac-CoA positively correlate with histone acetylation level, Ac-CoA might contribute to transcriptional modulation in response to nutritional stress. Moreover, Ac-CoA takes part in process of differentiation and seems to be important for cell cycle regulation. Key words: Ac-CoA, histone acetylation, nutrition, intermediary metabolism, regulation of transcription, cell cycle, glucose