MYST是赖氨酸乙酰基转移酶(lysine acetyltransferase, KATs)家族成员之一，包括MOF，TIP60，MOZ，MORF，HBO1等，广泛存在于酵母、哺乳动物等多种物种中。过去很长一段时间，MYST被认为是乙酰化修饰过程重要的“writer”，随着近些年一系列赖氨酸新型酰化修饰 (acylations) 的陆续发现，MYST家族成员也被证明是多种酰化修饰的“writer”。例如，MOF同时具备丙酰辅酶A、丁酰辅酶A、巴豆酰辅酶A转移酶活性 [1，2]。

HBO1是组蛋白H3、H4及其它非组蛋白底物乙酰化修饰的主要“writer”。生化研究表明HBO1常以两种不同类型的多亚基复合物形式存在，分别由辅助亚基ING4/5、 Eaf6与支架蛋白 BRPF 1/2/3 或 JADE 1/2/3组成，它们对染色质功能调控的作用具有特异性。更为重要的是，已有研究表明，HBO1在体外也可以催化丙酰化修饰，因此，HBO1有可能也是潜在的广谱酰基转移酶。

近日，华东师范大学翁杰敏教授与中国科学院生物化学与细胞生物学研究所丁建平研究员等人， 在Nucleic Acid Research (IF=16.971) 发表研究论文“HBO1 is a versatile histone acyltransferase critical for promoter histone acylations" [ 3 ]，该研究工作首次揭示了HBO1同时可以催化乙酰化、丙酰化、丁酰化与巴豆酰化修饰，并在基因启动子区域的酰化修饰调控中发挥重要作用。景杰生物为该研究提供多种特异性修饰类抗体。

图1 HBO1的广谱酰基转移酶作用

为了调查HBO1在细胞内是否具有广谱酰基转移酶活性，研究人员在HeLa细胞内利用CRISPR-Cas9敲除了HBO1，这引起了组蛋白乙酰化、丙酰化、丁酰化、巴豆酰化修饰水平的显著降低，但这些修饰在非组蛋白上的表达水平却未受影响。在其他细胞系中，干扰HBO1的表达，也观察到了类似的结果。与此同时，HBO1的缺失却未影响其他KATs、acyl-CoAs合成酶的表达水平。在HBO-1敲除的细胞中，重新表达HBO1则恢复了组蛋白相关修饰水平。而在正常细胞中，只有在HBO1与JAD1或BRPF2同时过表达的情况下，组蛋白相关酰化修饰的水平才能进一步增强，提示HBO1复合物是HBO1发挥酰基转移酶活性的重要基础。利用SILAC蛋白质修饰组学技术，研究人员也进一步研究了组蛋白相关位点的修饰水平在HBO1表达受干扰后发生的变化。

图2 HBO1在胞内对酰化修饰的影响

在HBO1-KO细胞中利用shRNA干扰CBP表达或是特异性抑制剂A-485抑制CBP/p300活性，导致组蛋白乙酰化、丙酰化、丁酰化、巴豆酰化修饰水平的进一步降低。值得注意的是，未受HBO1缺失影响的H3K18ac，在A-485处理后修饰水平显著降低；而在HBO1正常表达的细胞中，A-485则不影响H3K14ac和H3K14pr的修饰水平，这些结果提示，HBO1与CBP/p300有其特异性调控组蛋白修饰位点。不仅如此，BRPF2-HBO1和JADE1-HBO1复合物对组蛋白各种修饰不同位点调控的倾向性也不尽相同。

图3 HBO1和CBP/p300对组蛋白酰化修饰的影响

为了进一步研究HBO1在转录调控中的作用，研究人员分析了HBO1-KO对基因表达的影响，结果显示，HBO1缺失上调了768个基因表达，下调了675个基因表达。相比于上调基因，HBO-1多富集于下调基因的转录起始位点 (TSSs) 区域。并且，TSSs的HBO1含量与酰化修饰水平密切相关，而与Pol II含量以及转录水平无明显相关性，但TSSs区域无HBO1峰值的基因几乎不表达。在HBO1-KO细胞中加入丙酸钠（NAPRO），增加丙酰辅酶A含量以及丙酰化修饰水平，部分恢复了受影响基因的表达水平，意味着，组蛋白丙酰化自身可能并不能广泛地影响转录过程。

图4 HBO1参与基因转录调控

总的来说，此项研究证实了含有BRPF2和JADE的HBO1复合物，与CBP/p300类似，同样具有催化组蛋白丙酰化、丁酰化、巴丁酰化修饰的活性。并且，随着酰基CoA酰基链长度的增加，HBO1酰基转移酶活性逐渐减弱。虽然，此次研究发现了HBO1参与基因转录与其在TSSs富集水平有关，但HBO1及其相关的TSSs区域组蛋白酰化修饰如何调节转录尚不清楚。未来挑战将是如何描述每种酰化修饰的确切功能，以及它们如何协同作用以调节基因转录。

景杰生物PTMab为修饰型抗体的领跑者，为该研究提供多种高特异性修饰类抗体。感谢华东师范大学翁杰敏教授与中国科学院生物化学与细胞生物学研究所丁建平研究员团队的信任和大力支持。

参考文献

1. Han. Z., et al. 2018. Revealing the protein propionylation activity of the histone acetyltransferase MOF (males absent on the first). J. Biol. Chem.

2. Liu. X., et al. 2017. MOF as an evolutionarily conserved histone crotonyltransferase and transcriptional activation by histone acetyltransferase-deficient and crotonyltransferase-competent CBP/p300. Cell Discov.

3. Yanhui Xiao, et al. 2021. HBO1 is a versatile histone acyltransferase critical for promoter histone acylations. Nucleic Acids Res.