2) фосфорилирование
3) ацетилирование
4) сумоилирование
Аминирование не относится к установленным посттрансляционным модификациям гистонов в хроматине ядер млекопитающих. Под этим термином подразумевали бы ковалентное присоединение аминогруппы к белку, однако для гистонов млекопитающих не описан общепринятый ферментативный механизм такого регулируемого изменения и соответствующий элемент гистонового кода . Наличие в гистонах свободных аминогрупп, например в боковых цепях лизина или на N-конце полипептида, само по себе не является аминированием.
Остальные перечисленные процессы встречаются в хроматине. Ацетилирование лизиновых остатков гистонов катализируют гистонацетилтрансферазы, а удаляют ацетильные группы гистондеацетилазы; нейтрализация положительного заряда лизина ослабляет взаимодействие гистона с ДНК и обычно способствует открытию хроматина. Фосфорилирование серина, треонина или тирозина регулируется киназами и фосфатазами и участвует в контроле митоза, репарации ДНК и транскрипции. Сумоилирование представляет собой ковалентное присоединение малых белков SUMO к определённым остаткам гистонов и связано с регуляцией транскрипции, стабильности хроматина и ответа на повреждение ДНК.
| Модификация | Основной субстрат или химическая группа | Ферментативный механизм | Типичный функциональный эффект | Наличие в хроматине млекопитающих |
|---|---|---|---|---|
| Аминирование | Присоединение аминогруппы к белку | Нет общепринятой системы писатель–стирающий фермент–считыватель для гистонов | Не входит в канонический гистоновый код | Не установлено; рассматривается как правильный ответ |
| Ацетилирование | ε-Аминогруппа лизина; присоединение ацетильной группы | Гистонацетилтрансферазы и гистондеацетилазы | Ослабление связи гистона с ДНК, повышение доступности хроматина и транскрипции | Характерно для хроматина млекопитающих |
| Фосфорилирование | Серин, треонин или тирозин; присоединение фосфатной группы | Протеинкиназы и протеинфосфатазы | Регуляция митоза, репарации ДНК, транскрипции и конденсации хромосом | Характерно и биологически значимо |
| Сумоилирование | Лизин гистона; присоединение белка SUMO | Каскад E1–E2–E3 с последующим удалением протеазами SENP | Изменение транскрипционной активности, ремоделирование хроматина и репарация ДНК | Описано у млекопитающих |
| Метилирование | Лизин или аргинин; присоединение одной, двух или трёх метильных групп | Метилтрансферазы и деметилазы | Активация или репрессия транскрипции в зависимости от остатка и степени метилирования | Один из ключевых эпигенетических механизмов |
| Убиквитинирование | Лизин гистона; присоединение убиквитина | Каскад E1–E2–E3 и деубиквитиназы | Регуляция транскрипции, репарации ДНК и взаимодействия с комплексами ремоделирования | Описано, в том числе для H2A и H2B |
Таким образом, выбор определяется не отсутствием аминогрупп в структуре гистонов, а отсутствием признанного регулируемого типа их ковалентной модификации, называемого аминированием. Профиль модификаций гистонов формирует эпигенетическую информацию и влияет на упаковку ДНК без изменения последовательности нуклеотидов. Нарушения ферментов, устанавливающих или удаляющих такие метки, могут приводить к изменению экспрессии генов, дефектам репарации и опухолевой трансформации. SUMO-зависимые изменения, напротив, являются подтверждённым компонентом регуляции хроматина млекопитающих.