Ανακαλύψεις για τον μηχανισμό αποακετυλίωσης πρωτεϊνών από το ένζυμο Sir2
Η αποακετυλίωση πρωτεϊνών είναι μια διαδικασία που έχει κεντρικό ρόλο σε πολλές βιολογικές διεργασίες, και το ένζυμο Sir2, μέλος της οικογένειας των σιρτουϊνών, έχει αποδειχθεί ότι συμμετέχει αποτελεσματικά σε αυτήν. Ερευνητές από το Science Tokyo αποκάλυψαν ότι η αποακετυλίωση από το Sir2 οφείλεται σε έναν συνδυασμό αλλοστερικών επιδράσεων που σχετίζονται με το αντιδραστήριο και το προϊόν, γεγονός που ανοίγει νέες προοπτικές για τη ρύθμιση της δραστηριότητας αυτού του ενζύμου.
Ο ρόλος των σιρτουϊνών στην υγεία
Οι σιρτουϊνές, όπως η SIRT1 και η Sir2, είναι μια οικογένεια ενζύμων που συμμετέχουν σε ποικιλία φυσιολογικών και παθολογικών διαδικασιών, συμπεριλαμβανομένης της γήρανσης, της αντίστασης στο στρες και της ρύθμισης του μεταβολισμού. Το Sir2, που εντοπίζεται σε ζύμες, αποακετυλιώνει πρωτεΐνες όπως οι ιστόνες και η πρωτεΐνη καταστολής όγκων p53. Η διαδικασία αυτή είναι κρίσιμη για τη ρύθμιση της λειτουργίας του p53, το οποίο έχει θεμελιώδη ρόλο στην καταπολέμηση του καρκίνου.
Νέα ευρήματα για τη διαδικασία αποακετυλίωσης
Η ερευνητική ομάδα, υπό την καθοδήγηση του καθηγητή Ακίο Κιτάο, χρησιμοποίησε υπολογιστικές προσομοιώσεις για να κατανοήσει τις διαρθρωτικές αλλαγές που συμβαίνουν στο Sir2 κατά τη διάρκεια της αποακετυλίωσης. Οι ερευνητές εξέτασαν τρεις διαφορετικές καταστάσεις του ενζύμου: την κατάσταση πριν από την πρόσδεση του NAD+, την κατάσταση μετά την αποακετυλίωση και την κατάσταση χωρίς υποστρώματα. Οι προσομοιώσεις αποκάλυψαν ότι το Sir2 αρχικά βρίσκεται σε κλειστή μορφή, επιτρέποντας μόνο αδύναμη πρόσδεση του NAD+. Όταν ένα ακετυλιωμένο υποστρώμα, όπως το p53, προσδένεται, το CBL (loop πρόσδεσης συμπαραγόντων) υποβάλλεται σε αλλοστερική αλλαγή, μετατρέποντας το Sir2 σε ανοιχτή μορφή που διευκολύνει την είσοδο του NAD+.
Αυτή η διαδικασία οδηγεί στην αποακετυλίωση και στη διάσπαση του NAD+ σε νικοτιναμίδιο και 2′-O-ακετυλ-ADP-ριβόζη, τα οποία απελευθερώνονται γρήγορα. Μετά την αποακετυλίωση, μια αντίστροφη αλλοστερική επίδραση επιτρέπει την αποδοτική απελευθέρωση της αποακετυλιωμένης πρωτεΐνης, επαναφέροντας το Sir2 στην αρχική του κατάσταση για τον επόμενο κύκλο αντίδρασης.
Επιπτώσεις για την ιατρική έρευνα
Η ανακάλυψη αυτή έχει σημαντικές επιπτώσεις για την ιατρική έρευνα, καθώς οι μηχανισμοί που σχετίζονται με την αποακετυλίωση είναι κρίσιμοι για την κατανόηση της γήρανσης, του μεταβολισμού και της επιδιόρθωσης του DNA. Ο καθηγητής Κιτάο σημειώνει ότι η κατανόηση της διαδικασίας αποακετυλίωσης του Sir2 μπορεί να προάγει την ανάπτυξη νέων φαρμακευτικών θεραπειών, συμπεριλαμβανομένων καινοτόμων προσεγγίσεων για την καταπολέμηση του καρκίνου. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο Journal of Chemical Information and Modeling στις 13 Οκτωβρίου 2025.
