อ่าน 12 นาที
เซอร์ทูอิน 1
Sirtuin 1 หรือที่รู้จักกันในชื่อ NAD - dependent deacetylase sirtuin-1 เป็น โปรตีน ที่ในมนุษย์ถูกเข้ารหัสโดย ยีน SIRT1 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
เซอร์ทูอิน 1
| SIRT1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ตัวระบุ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ชื่อเรียกอื่น | SIRT1 , SIR2L1, SIR2, hSIR2, SIR2alpha, Sirtuin 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| รหัสภายนอก | โอมิม : 604479 ; เอ็มจีไอ : 2135607 ; โฮโมโลยีน : 56556 ; การ์ดยีน : SIRT1 ; OMA : SIRT1 - ออโธล็อก | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| วิกิดาต้า | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sirtuin 1หรือที่รู้จักกันในชื่อNAD - dependent deacetylase sirtuin-1เป็นโปรตีนที่ในมนุษย์ถูกเข้ารหัสโดยยีนSIRT1 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
SIRT1 ย่อมาจากsirtuin (silent mating type information regulation 2 homolog) 1 ( S. cerevisiae )ซึ่งหมายถึงว่าsirtuin homolog (เทียบเท่าทางชีวภาพข้ามสายพันธุ์) ในยีสต์( Saccharomyces cerevisiae )คือ Sir2 SIRT1 เป็นเอนไซม์ที่อยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ เป็นหลัก ซึ่งทำหน้าที่กำจัดหมู่แอซีทิลออกจากปัจจัยการถอดรหัสที่ช่วยในการควบคุมเซลล์ (การตอบสนองต่อความเครียด อายุยืนยาว) [ 8 ] [ 9 ]
การทำงาน
Sirtuin 1 เป็นสมาชิกของตระกูลโปรตีน sirtuin ซึ่งเป็นโฮโมล็อกของยีน Sir2 ในS. cerevisiaeสมาชิกของตระกูล sirtuin มีลักษณะเฉพาะด้วยโดเมนแกนกลาง sirtuin และจัดกลุ่มเป็นสี่คลาส หน้าที่ของ sirtuin ในมนุษย์ยังไม่ได้รับการกำหนด อย่างไรก็ตาม โปรตีน sirtuin ในยีสต์เป็นที่ทราบกันว่าควบคุม การปิดกั้นยีน แบบ epigeneticและยับยั้งการรวมตัวใหม่ของ rDNA โปรตีนที่เข้ารหัสโดยยีนนี้รวมอยู่ในคลาส I ของตระกูล sirtuin [ 6 ]
Sirtuin 1 ถูกควบคุมลดลงในเซลล์ที่มีความต้านทานต่ออินซูลิน สูง [ 10 ]นอกจากนี้ ยังแสดงให้เห็นว่า SIRT1 ทำหน้าที่กำจัดหมู่แอซีทิลและส่งผลต่อกิจกรรมของสมาชิกทั้งสองของ คอมเพล็กซ์ PGC1-alpha / ERR-alphaซึ่งเป็นปัจจัยการถอดรหัสควบคุมการเผาผลาญที่จำเป็น[ 11 ] [ 12 ]
ในหลอดทดลอง พบว่า SIRT1 สามารถกำจัดหมู่แอซีทิลและทำให้โปรตีนp53 ไม่ทำงาน [ 13 ]และอาจมีบทบาทในการกระตุ้นเซลล์ T helper 17 [ 14 ]
ลิแกนด์แบบเลือกเฉพาะ
ตัวกระตุ้น
- Lamin Aเป็นโปรตีนที่ได้รับการระบุว่าเป็นตัวกระตุ้นโดยตรงของ Sirtuin 1 ในระหว่างการศึกษาเกี่ยวกับโรคโปรเจเรีย[ 15 ]
- มีการอ้างว่า เรสเวอราทรอลเป็นตัวกระตุ้นเซอร์ทูอิน 1 [ 16 ]แต่ผลกระทบนี้ถูกโต้แย้งโดยอ้างอิงจากข้อเท็จจริงที่ว่าการทดสอบกิจกรรมที่ใช้ในตอนแรก โดยใช้สารตั้งต้นเปปไทด์ที่ไม่ใช่สรีรวิทยา อาจทำให้เกิดผลลัพธ์เทียมได้[ 17 ] [ 18 ]เรสเวอราทรอลเพิ่มการแสดงออกของ SIRT1 ซึ่งหมายความว่ามันเพิ่มกิจกรรมของ SIRT1 แม้ว่าจะไม่จำเป็นต้องเป็นการกระตุ้นโดยตรง ก็ตาม [ 10 ]อย่างไรก็ตาม ต่อมาพบว่าเรสเวอราทรอลสามารถกระตุ้นเซอร์ทูอิน 1 โดยตรงกับสารตั้งต้นเปปไทด์ที่ไม่ได้รับการดัดแปลง[ 19 ] [ 20 ]เรสเวอราทรอลยังช่วยเพิ่มการจับกันระหว่างเซอร์ทูอิน 1 และลามิน A [ 15 ]นอกจากเรสเวอราทรอลแล้ว ยังพบว่า โพลีฟีนอล จากพืชชนิดอื่นๆ อีกหลายชนิด มีปฏิกิริยากับ SIRT1 [ 21 ]
- มีการอ้างว่า SRT-1720และสารประกอบที่เกี่ยวข้อง เช่นSRT2104เป็นตัวกระตุ้น SIRT1 [ 16 ]แต่ต่อมาได้มีการตั้งคำถามเกี่ยวกับเรื่องนี้[ 22 ] [ 23 ]
- เมทิลีนบลู[ 24 ]โดยการเพิ่มอัตราส่วน NADH/NAD+
- เมตฟอร์มินกระตุ้นทั้งPRKAและ SIRT1 [ 25 ]
- ไมริคาโนลกระตุ้นการทำงานของNAMPTและSIRT1
แม้ว่าเรสเวอราทรอลหรือ SRT1720 จะไม่กระตุ้น SIRT1 โดยตรง แต่เรสเวอราทรอล และอาจรวมถึง SRT1720 ด้วย จะกระตุ้น SIRT1 โดยอ้อมผ่านการกระตุ้นAMP-activated protein kinase (AMPK) [ 26 ]ซึ่งจะเพิ่ม ระดับ NAD+ (ซึ่งเป็นโคแฟคเตอร์ที่จำเป็นสำหรับกิจกรรมของ SIRT1) [ 27 ] [ 28 ]การเพิ่มระดับ NAD+ เป็นวิธีที่ตรงและน่าเชื่อถือกว่าในการกระตุ้น SIRT1 [ 28 ]
สารยับยั้ง
ปฏิสัมพันธ์
มีการแสดงให้เห็นในหลอดทดลองว่า Sirtuin 1 มีปฏิสัมพันธ์กับ ERR -alpha [ 11 ]และAIRE [ 29 ]
มีรายงานว่า Sirt1 ของมนุษย์มีปฏิสัมพันธ์โดยตรง 136 รายการในการศึกษาปฏิสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการต่างๆ มากมาย[ 30 ]
ยีสต์โฮโมล็อก
Sir2 (ซึ่งมีโฮโมล็อกในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่รู้จักกันในชื่อSIRT1 ) เป็น ยีน เซอร์ทูอิน ตัวแรก ที่ถูกค้นพบ พบในยีสต์ที่กำลังแตกหน่อและตั้งแต่นั้นมา สมาชิกของ ตระกูล ที่มีการอนุรักษ์สูง นี้ ก็ถูกพบในสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมดที่ได้รับการศึกษา[ 31 ]มีการตั้งสมมติฐานว่าเซอร์ทูอินมีบทบาทสำคัญในการตอบสนองของสิ่งมีชีวิตต่อความเครียด (เช่น ความร้อนหรือการอดอาหาร) และเป็นผู้รับผิดชอบต่อผลกระทบในการยืดอายุขัยของการจำกัดแคลอรี่[ 32 ] [ 33 ]
สัญลักษณ์ยีนยีสต์สามตัวอักษรSirย่อมาจากSilent Information Regulator ใน ขณะที่เลข2แสดงถึงข้อเท็จจริงที่ว่ามันเป็นยีน SIR ตัวที่สองที่ถูกค้นพบและระบุลักษณะ[ 34 ] [ 35 ]
ในหนอนตัวกลมCaenorhabditis elegansนั้น Sir-2.1 ใช้เพื่อระบุผลิตภัณฑ์ยีนที่มีโครงสร้างและกิจกรรมคล้ายกับ Sir2 ของยีสต์มากที่สุด[ 36 ] [ 37 ]
วิธีการออกฤทธิ์และผลที่สังเกตได้
เซอร์ทูอินทำหน้าที่หลักโดยการกำจัดหมู่แอเซทิล ออกจากหมู่ ไลซีนภายในโปรตีนเมื่อมีNAD + อยู่ ดังนั้นจึงจัดเป็น "ดีแอเซทิเลสที่ขึ้นอยู่กับ NAD + " และมีหมายเลข EC 3.5.1 [ 38 ]พวกมันจะเพิ่มหมู่แอเซทิลจากโปรตีนไปยัง ส่วนประกอบ ADP-riboseของ NAD +เพื่อสร้าง O-acetyl-ADP-ribose กิจกรรม HDAC ของ Sir2 ส่งผลให้โครมาติน ถูกจัดเรียงแน่นขึ้น และลดการถอดรหัสที่ตำแหน่งยีนเป้าหมาย กิจกรรมการปิดกั้นของ Sir2 เด่นชัดที่สุดที่ลำดับเทโลเมียร์ตำแหน่ง MAT ที่ซ่อนอยู่ (ตำแหน่ง HM) และ ตำแหน่ง ดีเอ็นเอไรโบโซม (rDNA) (RDN1) ซึ่งเป็นตำแหน่งที่ถอดรหัส อาร์เอ็นเอไรโบโซม
การแสดงออก ของ ยีน Sir2 ในปริมาณ จำกัดส่งผลให้อายุขัยเพิ่มขึ้นประมาณ 30% [ 39 ]หากวัดอายุขัยจากจำนวนการแบ่งเซลล์ที่เซลล์แม่สามารถทำได้ก่อนเซลล์ตาย ในทำนองเดียวกัน การลบยีน Sir2 ส่งผลให้อายุขัยลดลง 50% [ 39 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กิจกรรมการปิดกั้นของ Sir2 ร่วมกับ Sir3 และ Sir4 ที่ตำแหน่ง HM จะป้องกันการแสดงออกพร้อมกันของปัจจัยการผสมพันธุ์ทั้งสอง ซึ่งอาจทำให้เกิดภาวะเป็นหมันและอายุขัยสั้นลง[ 40 ]นอกจากนี้ กิจกรรมของ Sir2 ที่ตำแหน่ง rDNA ยังมีความสัมพันธ์กับการลดลงของการก่อตัวของวงกลม rDNA การปิดกั้นโครมาตินอันเป็นผลมาจากกิจกรรมของ Sir2 จะลดการรวมตัวกันแบบโฮโมโลจัสระหว่างการทำซ้ำของ rDNA ซึ่งเป็นกระบวนการที่นำไปสู่การก่อตัวของวงกลม rDNA เนื่องจากการสะสมของวงกลม rDNA เหล่านี้เป็นวิธีหลักที่เชื่อกันว่ายีสต์จะ "แก่" ดังนั้นการทำงานของ Sir2 ในการป้องกันการสะสมของวงกลม rDNA เหล่านี้จึงเป็นปัจจัยที่จำเป็นต่ออายุยืนของยีสต์[ 40 ]
การอดอาหารของเซลล์ยีสต์ส่งผลให้อายุขัยยาวนานขึ้นเช่นกัน และการอดอาหารจะเพิ่มปริมาณ NAD + ที่มีอยู่ และลดนิโคตินาไมด์ซึ่งทั้งสองอย่างมีศักยภาพที่จะเพิ่มกิจกรรมของ Sir2 ยิ่งไปกว่านั้น การกำจัดยีน Sir2 จะขจัดผลกระทบของการจำกัดแคลอรี่ที่ทำให้อายุขัยยาวนานขึ้น[ 41 ]การทดลองในหนอนตัวกลมCaenorhabditis elegansและในแมลงวันผลไม้Drosophila melanogaster [ 42 ]สนับสนุนผลการค้นพบเหล่านี้ ณ ปี 2006 การทดลองในหนูกำลังดำเนินการอยู่[ 32 ]
อย่างไรก็ตาม ผลการค้นพบอื่นๆ บางส่วนตั้งข้อสงสัยต่อการตีความข้างต้น หากวัดอายุขัยของเซลล์ยีสต์โดยพิจารณาจากระยะเวลาที่เซลล์สามารถมีชีวิตอยู่ในระยะที่ไม่แบ่งตัว การปิดกั้นยีน Sir2 จะ ทำให้ อายุขัยเพิ่มขึ้น[ 43 ]นอกจากนี้ การจำกัดแคลอรี่สามารถยืดอายุขัยการสืบพันธุ์ของยีสต์ได้อย่างมาก แม้ว่าจะไม่มี Sir2 ก็ตาม[ 44 ]
ในสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนกว่ายีสต์ ดูเหมือนว่า Sir2 จะทำหน้าที่โดยการกำจัดหมู่แอซีทิลออกจากโปรตีนอื่นๆ อีกหลายชนิดนอกเหนือจากฮิสโตน
ในแมลงวันผลไม้Drosophila melanogasterยีน Sir2 ดูเหมือนจะไม่จำเป็น การสูญเสียยีน sirtuin มีผลเพียงเล็กน้อยเท่านั้น[ 41 ]อย่างไรก็ตาม หนูที่ขาดยีน SIRT1 (ซึ่งเทียบเท่ากับ sir2 ทางชีวภาพ) มีขนาดเล็กกว่าปกติเมื่อแรกเกิด มักจะตายเร็วหรือเป็นหมัน[ 45 ]
การยับยั้ง SIRT1
การแก่ชราของมนุษย์มีลักษณะเฉพาะคือระดับการอักเสบเรื้อรังในระดับต่ำ[ 46 ]และปัจจัยการถอดรหัสโปรอักเสบNF-κBเป็นตัวควบคุมการถอดรหัสหลักของยีนที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบ[ 47 ] SIRT1 ยับยั้งการแสดงออกของยีนที่ควบคุมโดย NF-κB โดยการดีอะเซทิเลชันหน่วยย่อย RelA/p65 ของ NF-κB ที่ไลซีน 310 [ 48 ] [ 49 ]แต่ NF-κB ยับยั้ง SIRT1 ได้อย่างรุนแรงกว่า NF-κB เพิ่มระดับของไมโครอาร์เอ็นเอmiR-34a (ซึ่งยับยั้ง การสังเคราะห์ นิโคตินาไมด์อะดีนีนไดนิวคลีโอไทด์ NAD+) โดยการจับกับบริเวณโปรโมเตอร์[ 50 ]ส่งผลให้ระดับของ SIRT1 ลดลง
ทั้งเอนไซม์ SIRT1 และเอนไซม์โพลีADP-ribose polymerase 1 ( PARP1 ) ต่างก็ต้องการ NAD+ ในการกระตุ้น[ 51 ] PARP1 เป็น เอนไซม์ ซ่อมแซม DNAดังนั้นในสภาวะที่มีความเสียหายของ DNA สูง ระดับ NAD+ อาจลดลง 20–30% ส่งผลให้กิจกรรมของ SIRT1 ลดลง[ 51 ]
การรวมตัวแบบโฮโมโลกัส
โปรตีน SIRT1 ส่งเสริมการรวมตัวกันแบบโฮโมโลจัส (HR) ในเซลล์มนุษย์อย่างแข็งขัน และน่าจะส่งเสริมการซ่อมแซมการแตกหักของ DNA โดยการรวมตัว กัน [ 52 ] HR ที่เกิดจาก SIRT1 ต้องอาศัยโปรตีนWRN [ 52 ]โปรตีน WRN ทำหน้าที่ในการซ่อมแซมการแตกหักของสายคู่โดย HR [ 53 ]โปรตีน WRN เป็นเฮลิเคส RecQและในรูปแบบที่กลายพันธุ์จะทำให้เกิดโรค Wernerซึ่งเป็นภาวะทางพันธุกรรมในมนุษย์ที่มีลักษณะของการแก่ก่อนวัยหลายประการ การค้นพบเหล่านี้เชื่อมโยงการทำงานของ SIRT1 กับ HR ซึ่งเป็นกระบวนการซ่อมแซม DNA ที่น่าจะจำเป็นสำหรับการรักษาความสมบูรณ์ของจีโนมในระหว่างการแก่ชรา[ 52 ]
ลิงก์ภายนอก
- บล็อก CoranteโดยDerek Loweเกี่ยวกับการวิจัย sir2 และ SIRT1
- ตำแหน่งของยีน SIRT1ในมนุษย์บน UCSC Genome Browser
- รายละเอียดเกี่ยวกับยีน SIRT1ในมนุษย์ สามารถดูได้ที่ UCSC Genome Browser
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เซอร์ทูอิน 1
Sirtuin 1 หรือที่รู้จักกันในชื่อ NAD - dependent deacetylase sirtuin-1 เป็น โปรตีน ที่ในมนุษย์ถูกเข้ารหัสโดย ยีน SIRT1 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
การทำงาน
Sirtuin 1 เป็นสมาชิกของตระกูลโปรตีน sirtuin ซึ่ง เป็นโฮโมล็อก ของยีน Sir2 ใน S.
ตัวกระตุ้น
แม้ว่าเรสเวอราทรอลหรือ SRT1720 จะไม่กระตุ้น SIRT1 โดยตรง แต่เรสเวอราทรอล และอาจรวมถึง SRT1720 ด้วย จะกระตุ้น SIRT1 โดยอ้อมผ่านการกระตุ้น AMP-activated protein kinase (AMPK) [ 26 ] ซึ่งจะเพิ่ม ระดับ NAD+ (ซึ่งเป็น โคแฟคเตอร์ ที่จำเป็นสำหรับกิจกรรมของ SIRT1) [...
ปฏิสัมพันธ์
มีการแสดงให้เห็นในหลอดทดลองว่า Sirtuin 1 มี ปฏิสัมพันธ์ กับ ERR -alpha [ 11 ] และ AIRE [ 29 ]