A szirtuin 1, más néven NAD-dependens deacetiláz szirtuin-1, a SIRT1gén által kódolt fehérje.
A SIRT1 a sirtuin (silent mating type information regulation 2 homolog) 1 rövidítése, utalva arra, hogy Saccharomyces cerevisiae-homológja a Sir2. A SIRT1 elsősorban a sejtmagban található enzim, mely deacetilálja a transzkripciós faktorokat, melyek a sejtszintű szabályzáshoz (például reakciók stresszorra, élettartam) járulnak.
Funkció
A szirtuin 1 a szirtuinok – a S. cerevisiae Sir2 génjének homológjai – családjának tagja. A szirtuinok jellemzője a szirtuinmagdomén, és 4 osztályba sorolhatók. A humán szirtuinok funkciói nem teljesen ismertek, de az élesztőszirtuinok az epigenetikai géncsendesítést szabályozzák, és csökkentik a riboszomális DNS-rekombinációt. Az e gén által kódolt fehérje a szirtuincsalád I. osztályának tagja.
A szirtuin 1 magas inzulinrezisztenciájú sejtekben kevésbé expresszálódik. Ezenkívül a szirtuin 1 deacetilálja egy fontos anyagcsere-szabályzó transzkripciósfaktor-pár, a PGC1-α–ERR-α komplex mindkét tagját, befolyásolva aktivitásukat.
In vitro a SIRT1 deacetilálja, így inaktiválja a p53-at, és szerepe lehet a T-helper 17-sejtek aktiválásában is.
Szelektív ligandumok
Aktivátorok
A lamin A a progéria tanulmányozása során a szirtuin 1 közvetlen aktivátoraként azonosított fehérje.
A rezveratrolt a szirtuin 1 aktivátorának tartották, de e hatás vitatott, mivel az eredetileg használt aktivitásassay nem fiziológiás szubsztrátpeptiddel mesterséges eredményeket adhat. A rezveratrol a SIRT1-expressziót növeli, vagyis az aktivitást nem feltétlenül közvetlen aktiválással növeli. Azonban a rezveratrolról később kimutatták, hogy a szirtuin 1-et nem módosított peptidekkel szemben is közvetlenül aktiválja. A rezveratrol ezenkívül erősíti a szirtuin 1–lamin A kötést. A rezveratrolon kívül számos növényi eredetű polifenol is kölcsönhat a SIRT1-gyel.
A SRT-1720-ról és rokon vegyületekről, például az SRT2104-ről feltételezték, hogy SIRT1-aktivátorok, de ezt később megkérdőjelezték.
Bár se a rezveratrol, se az SRT1720 nem közvetlen SIRT1-aktivátor, a rezveratrol – és feltehetően az SRT1720 is – közvetve aktiválják a SIRT1-et az AMP-aktivált fehérjekináz (AMPK) aktiválásával, amely növeli a NAD+-szintet (mely a SIRT1 kofaktora). A NAD+-szint-emelés közvetlenebb, megbízhatóbb SIRT1-aktiváló mód.
A human SIRT1-nek 2012-ben 136 közvetlen kölcsönhatása volt ismert különböző folyamatokban.
Homológok
A S. cerevisiae Sir2 génje (melynek emlőshomológja a SIRT1) volt az első ismert szirtuingén. Ez erősen állandósult család tagjai a legtöbb genetikailag tanulmányozott fajban ismertek. A szirtuinok játszhatnak szerepet egy élőlény stresszre (például hő és energiakorlátozás) adott válaszaiban és a kalóriakorlátozás élettartam-növelő hatásaiban.
A 3 betűs Sir élesztőgén-rövidítés a silent information regulator rövidítése, a 2-es szám arra utal, hogy ez volt a 2. leírt SIR-gén.
A Caenorhabditis elegans esetén a Sir-2.1 az élesztő-Sir2-re szerkezeileg és aktivitás terén legjobban hasonlító génterméket jelenti.
A Sir2 korlátozott túlexpressziója mintegy 30%-os élettartam-növekedést okoz (az élettartamot sejthalál előtti osztódásszámként mérve), míg Sir2-deléció 50%-kal rövidebb életet jelent. A Sir2 csendesítő aktivitása a Sir3-mal és Sir4-gyel együtt a HM-lokuszoknál gátolja a két párosodási faktor együttes expresszióját, mely sterilitást és rövidebb életet okoz. Ugyanígy a Sir2 aktivitása az rDNS-nél összefügg az rDNS-kör-keletkezés csökkenésével. A kromatincsendesítés csökkenti az rDNS-ismétlődések közti homológ rekombinációt, mely rDNS-körökhöz vezet. Ezek felhalmozódása az egyik elsődleges módja az élesztő öregedésének, így a Sir2 hatása e körök felhalmozódásának meggátlásában fontos az élesztő élettartamában.
Az élesztősejtek energiakorlátozása hasonlóan megnövekedett élettartamhoz vezet, mivel növeli az elérhető NAD+-mennyiséget, és csökkenti a nikotinamid-mennyiséget, ami növelheti a Sir2-aktivitást. Azonban a Sir2 gén eltávolítása e hatást megszünteti. A C. elegansban és a Drosophila melanogasterben végzett kísérletek hasonló eredményt mutatnak. 2006-ban a házi egéren is végeztek ilyen kísérletet.
Azonban más tanulmányok ez interpretációt megkérdőjelezik. Ha az élesztősejt élettartamát például a nem osztódó állapotban töltött idővel mérik, a Sir2 gén eltávolítása növelheti az élettartamot. Az energiakorlátozás a reproduktív életartamot pedig még Sir2 hiányában is növelheti.
Az élesztőnél összetettebb élőlények Sir2-homológjai nemcsak hisztonokat deacetilálnak.
A Drosophila melanogaster Sir2 génje nem létfontosságú – egy szirtuingén elvesztése csekély hatást mutat. Azonban a SIRT1 gén nélküli egerek a normálisnál kisebbek születéskor, gyakran korán halnak, vagy sterilek.
Inhibíció
Az emberi öregedést krónikus, alacsony gyulladási szint jellemzi, és a proinflammatorikus NF-κB a gyulladáshoz kapcsolódó gének fő transzkripciós szabályzója. A SIRT1 gátolja a NF-κB által szabályzott gének expresszióját a RelA/p65 alegység deacetilációjával a 310. lizinen. Azonban a NF-κB jobban inhibeálja a SIRT1-et. NF-κB növeli a NAD+-szintézist gátlómiR-34amiRNS szintjét, mely a promoteréhez kötődik, csökkentve a SIRT1-szintet.
Mind a SIRT1, mind a poli-ADP-ribóz-polimeráz 1 (PARP1) NAD+-t igényelnek aktiválásukhoz. A PARP1 a DNS-javításban részt vevő enzim, így nagy mennyiségű DNS-károsodás esetén a NAD+-szint 20–30%-kal csökkenhet, csökkentve a SIRT1-aktivitást.
Homológ rekombináció
A SIRT1 aktívan segíti a homológ rekombinációt emberi sejtekben, és segíti a rekombinációs DNS-javítást is. A SIRT1-mediált homológ rekombináció Werner-szindrómához kötődő ATP-dependens helikázt (WRN) igényel. WRN protein functions in double-strand break repair by HR. A WRN RecO-helikáz, mutációja Werner-szindrómát okoz, mely az idő előtti öregedés számos jellemzőjét mutatja. Ez a SIRT1-funkciót a homológ rekombinációval kapcsolja össze, mely olyan DNS-javító folyamat, mey a genom integritásának fenntartásához feltehetően szükséges.
↑Beher D, Wu J, Cumine S, Kim KW, Lu SC, Atangan L, Wang M (2009. december). "Resveratrol is not a direct activator of SIRT1 enzyme activity". Chemical Biology & Drug Design. 74 (6): 619–624. doi:10.1111/j.1747-0285.2009.00901.x. PMID19843076. S2CID205913187.
↑Ajami M, Pazoki-Toroudi H, Amani H, Nabavi SF, Braidy N, Vacca RA, Atanasov AG, Mocan A, Nabavi SM (2016. november). "Therapeutic role of sirtuins in neurodegenerative disease and their modulation by polyphenols". Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 73: 39–47. doi:10.1016/j.neubiorev.2016.11.022. PMID27914941. S2CID3991428.
↑Villalba JM, de Cabo R, Alcain FJ (2012). "A patent review of sirtuin activators: an update". Expert Opinion on Therapeutic Patents. 22 (4): 355–367. doi:10.1517/13543776.2012.669374.
↑Shin SY, Kim TH, Wu H, Choi YH, Kim SG (2014. március). "SIRT1 activation by methylene blue, a repurposed drug, leads to AMPK-mediated inhibition of steatosis and steatohepatitis". European Journal of Pharmacology. 727: 115–24. doi:10.1016/j.ejphar.2014.01.035. PMID24486702.
↑Chuprin A, Avin A, Goldfarb Y, Herzig Y, Levi B, Jacob A, Sela A, Katz S, Grossman M, Guyon C, Rathaus M, Cohen HY, Sagi I, Giraud M, McBurney MW, Husebye ES, Abramson J (2015. július). "The deacetylase Sirt1 is an essential regulator of Aire-mediated induction of central immunological tolerance". Nature Immunology. 16 (7): 737–45. doi:10.1038/ni.3194. PMID26006015. S2CID205369422.
↑Kauppinen A, Suuronen T, Ojala J, Kaarniranta K, Salminen A (2013. október). "Antagonistic crosstalk between NF-κB and SIRT1 in the regulation of inflammation and metabolic disorders". Cellular Signalling. 25 (10): 1939–48. doi:10.1016/j.cellsig.2013.06.007. PMID23770291.
123Uhl M, Csernok A, Aydin S, Kreienberg R, Wiesmüller L, Gatz SA (2010). "Role of SIRT1 in homologous recombination". DNA Repair (Amst.). 9 (4): 383–93. doi:10.1016/j.dnarep.2009.12.020. PMID20097625.
Ez a szócikk részben vagy egészben a Sirtuin 1 című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.