Cells reveal protein acetylation secrets relevant to aging / Células revelan secretos de acetilación de proteinas relevantes para el envejecimiento

Acetyl groups from protein lysine residues are removed by deacetylases such as HDACs or sirtuins / Los grupos acetilo son removidos de los residuos de lisina de las proteinas por desacetilasas como las histonas desacetilasas o las sirtuinas by Shaday Michán is licensed under a Creative Commons Atribución-No comercial 2.5 México License. Based on a work at aging-academic.blogspot.com.

It has long known that acetylation of histone lysine residuos plays an important role in different cellular processes through regulation of epigenetic mechanisms, which control global gene expression, yet it was just 13 years ago when the first non-histone protein lysine acetylated, p53, was discovered. Since then, an extensive variety of targets have been added to the list of non-histones that are also dynamically posttranslational regulated by this modification. Kim et al., in 2006 showed that 195 of the about 600 proteins that conform mouse liver mitochondria were lysine acetylated, including many longevity regulators and metabolic enzymes. Zhao et al. recently addressed in a Science paper, the extent of this modification in human liver. They found 703 additional lysine acetylated proteins to the previously reported, with a high presence of metabolic enzymes. Indeed, almost every enzyme in glycolisis, gluconeogenesis, tricarboxylic and urea cycles, as well as metabolism of fatty acids and glycogen was found acetylated. Interestingly, extracellular fuels including fatty acids, aminoacids or glucose altered acetylation levels. Furthermore, either enzymatic activity or protein stability resulted vulnerable to this posttranslational modification. Protein lysine acetylation as a ubiquitous mechanism of metabolic control may play important roles in the regulation of longevity and age-related diseases, yet undiscovered.

Se ha sabido por largo tiempo que la acetilación de los residuos de lisina en las histonas desempeña un papel importante en diferentes procesos celulares, al regular mecanismos epigenéticos que controlan la expresión génica global, pero hace solo 13 años fue cuando se descubrió la primera proteína no-histona acetilada en lisinas, p53. Desde entonces, una amplia variedad de dianas se han añadido a la lista de no-histonas que también son dinámicamente reguladas postraduccionalmente por dicha modificación. Kim et al., en 2006 demostró que 195 de las aproximadamente 600 proteínas que conforman las mitocondrias del hígado del ratón presentan lisinas acetiladas, incluidos varios reguladores de la longevidad y enzimas que participan en el metabolismo. Zhao et al., en un artículo publicado recientemente en Science analizan el grado en que esta modificación incide en el hígado humano. Ellos encontraron 703 proteínas acetiladas en sus lisinas, adicionales a las reportadas previamente, con una alta presencia de enzimas metabólicas. De hecho, casi todas las enzimas de la glicolisis, la gluconeogénesis, ciclos de los ácidos tricaboxílicos y de la urea, así como el metabolismo de los ácidos grasos y de glucógeno, las encontraron acetiladas. Curiosamente, combustibles extracelulares como ácidos grasos, aminoácidos o glucosa alteraron los niveles de acetilación. Además, tanto la actividad enzimática como la estabilidad de las proteínas resultaron vulnerables a este tipo de modificación postraduccional. La acetilación de la lisinas en las proteínas como un mecanismo ubicuo de control del metabolismo, puede jugar papeles importantes en la regulación de la longevidad y de las enfermedades relacionadas con el envejecimiento, que aún faltan por descubrir.

Zhao, S., Xu, W., Jiang, W., Yu, W., Lin, Y., Zhang, T., Yao, J., Zhou, L., Zeng, Y., Li, H., Li, Y., Shi, J., An, W., Hancock, S. M., He, F., Qin, L., Chin, J., Yang, P., Chen, X., Lei, Q., Xiong, Y., & Guan, K.-L. (2010). Regulation of cellular metabolism by protein lysine acetylation. Science , 327 (5968), 1000-1004. URL http://dx.doi.org/10.1126/science.1179689

Kim, S. C., Sprung, R., Chen, Y., Xu, Y., Ball, H., Pei, J., Cheng, T., Kho, Y., Xiao, H., & Xiao, L. (2006). Substrate and functional diversity of lysine acetylation revealed by a proteomics survey. Molecular Cell , 23 (4), 607-618. URL http://dx.doi.org/10.1016/j.molcel.2006.06.026