Bei Eukaryoten wickelt sich die genomische DNA, eine sehr lange Doppelhelix, die alle genetischen Informationen enthält, um ein kugelförmiges Protein namens Histon und faltet es viele Male, bevor es im Zellkern enthalten ist.
An Histonen treten verschiedene posttranslationale Modifikationen (z. B. das Hinzufügen chemischer Gruppen) auf. Unter anderem reguliert die Methylierung von Lysinresten, einer der Aminosäuren, aus denen Histone bestehen, die Faltung der genomischen DNA und fungiert als Schalter zum Ein- und Ausschalten der Gentranskription.
Eine Forschungsgruppe hat die Methylierung von Histidinresten als neue posttranslationale Modifikation von Histonen entdeckt mit einer einzigartigen Methode um das Vorhandensein und die Art der Methylierung von Proteinen genau zu unterscheiden. Ihre Arbeiten wurden im veröffentlicht Zeitschrift für biologische Chemie.
Histone bilden ein Oktamer, das jeweils zwei Kopien der vier Kernhistonproteine H2A, H2B, H3 und H4 enthält. Unter diesen wurde festgestellt, dass die Histidinmethylierung am 82. Histidin des Histons H2A und am 39. Histidin des Histons H3 auftritt. Darüber hinaus zeigte eine Untersuchung aller Methylierungszustände von Histon H3, dass sich die meisten Methylierungsmodifikationen auf Lysinreste konzentrierten, was darauf hindeutet, dass die Methylierung von Histidinresten in Histonen nur bei wenigen Histonen in einer bestimmten Genregion auftritt.
Histone enthalten viele Lysinreste, die verschiedenen posttranslationalen Modifikationen wie Methylierung und Acetylierung unterliegen. Das Kombinationsmuster wird Histoncode genannt, der als Code gilt, der die Transkriptionsregulation steuert. Die Entdeckung der Methylierung von Histidinresten dürfte ein neuer Schritt zur Entschlüsselung des Histoncodes sein.
Mehr Informationen:
Takahiro Hayashi et al., Histidin-Nτ-Methylierung, identifiziert als neue posttranslationale Modifikation in Histon H2A an His-82 und H3 an His-39, Zeitschrift für biologische Chemie (2023). DOI: 10.1016/j.jbc.2023.105131