揭示组蛋白去乙酰化酶(HDACs)的双向催化活性：从去乙酰化到β-羟基丁酰化的分子开关

《Nature Chemical Biology》：Reversible histone deacetylase activity catalyzes lysine acylation

来自国际团队的研究人员通过酶学与蛋白质修饰分析，首次发现I类组蛋白去乙酰化酶(HDACs)可逆向催化赖氨酸β-羟基丁酰化(Kbhb)形成。该研究揭示了能量代谢物β-羟基butyrate(BHB)通过HDACs活性中心介导新型翻译后修饰的机制，为代谢-表观遗传调控轴提供了全新视角。

　　饥饿或低碳水饮食会促使代谢物β-羟基丁酸(BHB)在血液中积累至毫摩尔浓度，同时诱导蛋白质发生赖氨酸β-羟基丁酰化(Kbhb)修饰。令人惊讶的是，经典的去乙酰化酶——I类组蛋白去乙酰化酶(HDACs)竟能逆向催化这一过程！通过活性位点突变分析，研究者发现HDACs依赖相同的催化残基完成去乙酰化和β-羟基丁酰化双重功能。证据表明，HDACs可能通过催化游离赖氨酸氨基与BHB羧基的缩合反应，在能量代谢与蛋白质翻译后修饰(PTMs)之间架起分子桥梁。