Что такое сиртуины? - коротко
Сиртуины — это семейство NAD⁺‑зависимых ферментов, регулирующих метаболизм, старение и клеточный стресс. Они деацетилируют белки, изменяя экспрессию генов и поддерживая энергетический баланс.
Что такое сиртуины? - развернуто
Сиртуины – это семейство NAD⁺‑зависящих ферментов, которые обладают деацетилазной и/или аденилтрансферазной активностью. Их название происходит от слова «SIR2» (Silent Information Regulator 2), впервые обнаруженного у дрожжей как регулятора репрессии генов. В живых организмах существует несколько изоформ сиртуинов, обозначаемых SIRT1–SIRT7, каждая из которых локализуется в определённом субклеточном компартменте (ядро, цитоплазма, митохондрии) и имеет специфический набор субстратов.
Функциональная значимость этих ферментов проявляется в нескольких ключевых направлениях:
- Регуляция метаболизма: сиртуины модулируют активность ферментов, участвующих в глюконеогенезе, липогенезе и окислении жирных кислот, тем самым обеспечивая адаптацию клеточного энергетического баланса к изменяющимся условиям питания.
- Контроль репарации ДНК: некоторые изоформы усиливают стабильность генетического материала, ускоряя процессы восстановления повреждённой ДНК и поддерживая целостность хроматина.
- Модуляция стресс‑ответов: при окислительном и тепловом стрессе сиртуины активируют защитные пути, включая экспрессию антиоксидантных ферментов и шаперонов.
- Влияние на продолжительность жизни: эксперименты на модельных организмах показывают, что повышенная активность сиртуинов коррелирует с увеличением средней продолжительности жизни и замедлением возрастных изменений.
- Регуляция апоптоза и сенесценции: ферменты этой группы способны подавлять избыточную клеточную смерть и ограничивать нежелательное накопление стареющих клеток.
Молекулярный механизм действия сиртуинов основан на использовании никотинамид-адениндинуклеотида (NAD⁺) как кофермента. При катализе происходит перенос ацетильной группы от лизиновых остатков белков на NAD⁺, в результате чего образуется о‑ацетил‑NAD⁺ и деацетилированный белок. Этот процесс тесно связан с уровнем NAD⁺ в клетке, который возрастает при ограничении калорийности питания и физических нагрузках, что объясняет, почему такие условия часто ассоциируются с улучшением метаболического здоровья.
Существует растущий интерес к разработке фармакологических активаторов сиртуинов, поскольку их стимулирование потенциально может стать стратегией профилактики метаболических заболеваний, нейродегенеративных расстройств и возрастных патологий. На сегодняшний день в клинических исследованиях участвуют соединения, такие как ресвератрол и более специфичные молекулы, способные усиливать активность SIRT1 и других изоформ.
Таким образом, сиртуины представляют собой многофункциональную систему регуляторов, влияющих на энергетический обмен, геномную стабильность и адаптивные ответы клетки, что делает их важным объектом изучения в биомедицинской науке.