Деацетилирование гистонов белком Sir2 у S. cerevisiae
Деацетилирование гистонов белком Sir2 обеспечивает сайты связывания для распространения SIR-комплексов.
Молекулярные взаимодействия белков SIR хорошо изучены. Белок Sir4 играет роль ключевого "скелетного" фактора для их сборки. Sir4 и Sir2 активно взаимодействуют in vitro. Sir4 также независимо взаимодействует с Sir3 , в то время как Sir3 и Sir2 взаимодействуют слабо ( Moazed et al., 1997 ; Strahl-Bolsinger et al., 1997 ; Hoppe et al., 2002 ). Sir3 и Sir4 образуют также и гомодимеры ( Moretti et al., 1994 ). При коэкспрессии в клетках насекомых Sir2, Sir3 и Sir4 образуют стабильный 360-kD комплекс, содержащий эти SIR-белки в стехиометрическом соотношении 1:1:1 ( Cubizolles et al., 2006 ). С моделью функционального гетеротримерного комплекса SIR2-3-4 согласуются и результаты исследования распределения этих трех белков в гетерохроматиновых доменах с помощью метода иммунопреципитации хроматина. Оказалось, что их содержание в разных участках гетерохроматиновых доменов одинаково ( Hecht et al., 1996 ; Strahl-Bolsinger et al., 1997 ). Тем не менее, вполне очевидно, что белок Sir3 играет особую роль в распределении гетерохроматина. При суперэкспрессии Sir3 наблюдается расширение "молчащего" домена, совпадающее с распространением самого Sir3 за свою обычную границу в положении приблизительно 3 т.п.н. до приблизительно 15 т.п.н. ( Renauld et al., 1993 ; Hecht et al., 1996 ). Несбалансированная экспрессия одиночных Sir2 и Sir4 или даже их субдоменов имеет прямо противоположный эффект в виде нарушения TPE , хотя скоординированная эктопическая экспрессия Sir3 и Sir4 противодействует дисбалансу и восстанавливает сайленсинг ( Maillet et al. 1996 ). Все это иллюстрирует важное значение дозы белков комплекса SIR для его репрессорной функции, аналогично ситуации с комплексами Polycomb у дрозофилы. Уникальная способность Sir3 распространяться вдоль доменов хроматина при суперэкспрессии коррелирует с наблюдением, что in vitro он образует стабильные мультимеры ( Liou et al., 2005 ).
Основа, по которой распространяется SIR-комплекс, представляет собой нуклеосомы с деацетилированными по N-концевым участкам гистонами НЗ и Н4 ( Braunstein et al., 1996 ; Suka et al., 2001 ). Механизм распространения можно объяснить способом взаимодействия SlR-белков с гистонами ( рис. 4.7 ). Белки Sir3 и Sir4 связываются с деацетилированными N-концами гистонов НЗ и Н4 in vitro и in vivo ( Hecht et al., 1995 , Hecht et al., 1996 ), причем участия хвостов H2A и Н2В для этого взаимодействия не требуется. Наиболее важная в этом отношении область гистонов - 16-29-й аминокислотные остатки гистона Н4, среди которых 16-й остаток лизина, в частности, должен быть деацетилирован (положительно заряжен) для связывания Sir3 ( Johnson et al., 1990 , Johnson et al., 1992 ). В отличие от мутаций по другим сайтам ацетилирования, даже консервативные мутации по остатку Н4К16 полностью нарушают теломерный сайленсинг. Хвосты гистонов НЗ/Н4, и особенно область 16-24-го остатков Н4, способствуют компактизации нуклеосомных цепей in vitro, а деацетилирование Н4К16 в этом случае, вероятно, регулирует наднуклеосомные уровни сворачивания нуклеосомной цепи. Как же регулируется само деацетилирование Н4К16 in vivo? (См. далее " Sir2 деацетилирует гистон Н4 по 16-му остатку лизина ").
