El complejo histona acetiltransferasa B de la levadura Saccharomyces cerevisiae.

Abstract

En las células eucariotas el DNA se encuentra asociado a diferentes tipos de proteínas,<br/>empaquetándose en una estructura organizada, denominada cromatina. La unidad básica de la<br/>cromatina es el nucleosoma, que consiste en 147 pb de DNA ensamblados alrededor de un<br/>octámero de histonas, formado por dos copias de cada una de las histonas, H2A, H2B, H3 y H4.<br/>Cada histona contiene dos motivos funcionales, el motivo histone fold que participa en<br/>interacciones histona-histona y también en interacciones histona-DNA, y las colas de los<br/>extremos NH2-terminal, que son susceptibles de sufrir modificaciones postraduccionales, tales<br/>como acetilación, metilación, fosforilación, ubiquitinación y sumoilación. Estas colas también<br/>participan en la interacción con nucleosomas adyacentes. Además de las histonas internas, la<br/>cromatina de eucariotas también contiene la histona H1, que se dispone en el exterior del<br/>nucleosoma, y otras proteínas no histona como las HMGs (High Mobility Group). La acetilación<br/>de histonas es una de las modificaciones postraduccionales que más se ha estudiado. Esta<br/>modificación es realizada por complejos histona acetiltransferasa (HATs), y es revertida por<br/>complejos histona desacetilasa (HDs). En base a la localización subcelular, la preferencia de<br/>histona y la habilidad de modificar histonas nucleosomales, los complejos HAT nativos se han<br/>clasificado en dos grupos. Los enzimas HAT tipo A son enzimas nucleares capaces de acetilar<br/>histonas ensambladas en cromatina, y que frecuentemente se asocian con procesos de<br/>regulación de la transcripción. Los enzimas HAT tipo B tienen una localización principalmente<br/>citoplasmática y únicamente acetilan histonas libres, presumiblemente antes de su deposición<br/>en el DNA para formar nucleosomas. En levadura se describió la presencia de una HAT tipo B,<br/>[Ruiz-García et al., 1998], que se aisló en la fracción citoplásmica y que tenía una masa<br/>molecular de 200 kDa. Este enzima acetila específicamente la histona H4 libres, pero es<br/>incapaz de acetilar nucleosomas, y está formado, al menos, por la subunidad catalítica Hat1p y<br/>por Hat2p [Lopez-Rodas et al., 1991, Kleff et al., 1995 y Parthun et al., 1996]. En este trabajo se<br/>ha identificado bioquímicamente la proteína Hif1 (43.3 kDa, 385 aminoácidos), como una<br/>subunidad del enzima B, no identificada hasta el momento. Además se han realizado estudios<br/>de localización subcelular, mostrando que las proteínas del complejo HAT-B se encuentran<br/>mayoritariamente en el núcleo. Asimismo, encontramos una dependencia de la localización<br/>subcelular de Hat1p con la presencia de Hat2p. En este trabajo mostramos que el complejo<br/>HAT-B acetila una fracción soluble de H4, no ensamblada en cromatina, en las lisinas 12 y 5.<br/>Cuando esta fracción soluble de H4 se acumula por alguna causa, es degradada por una ruta<br/>dependiente de la proteína Rad53, una proteína quinasa de checkpoint. La acetilación de la<br/>histona H4 es dependiente de las proteínas Hat1 y Hat2, pero no de la subunidad Hif1p, que no<br/>parece estar implicada en la función de acetilación. Además, tanto la proteína Hat1 como Hat2<br/>son necesarias para la unión del sustrato, H4, pero Hif1p no participa en esta unión.

Hat1 is the catalytic subunit of the only type B histone acetyltransferase known (HAT-B). The<br/>enzyme specifically acetylates lysine 12, and to a lesser extent lysine 5, of free, non-chromatinbound<br/>histone H4. The complex is usually isolated with cytosolic fractions and is thought to be<br/>involved in chromatin assembly. The Saccharomyces cerevisiae HAT-B complex also contains<br/>Hat2, a protein stimulating Hat1 catalytic activity. At these work we identified by two-hybrid<br/>experiments Hif1 as both a Hat1- and a histone H4-interacting protein. These interactions were<br/>dependent on HAT2, indicating a mediating role for Hat2. Biochemical fractionation and coimmunoprecipitation<br/>assays demonstrated that Hif1 is a component of a yeast heterotrimeric<br/>HAT-B complex, in which Hat2 bridges Hat1 and Hif1 proteins. In contrast to Hat2, this novel<br/>subunit does not appear to regulate Hat1 enzymatic activity. Nevertheless, similarly to Hat1,<br/>Hif1 influences telomeric silencing. In a localization analysis by immunofluorescence<br/>microscopy on yeast strains expressing tagged versions of Hat1, Hat2, and Hif1, we have found<br/>that all three HAT-B proteins are mainly localized in the nucleus, and the nuclear Hat1p<br/>localization is dependent on Hat2 protein. Thus, we propose that the distinction between A- and<br/>B-type enzymes should henceforth be based on their capacity to acetylate histones bound to<br/>nucleosomes and not on their location within the cell. At these work we demonstrate HAT-B<br/>complex acetylates a soluble histone H4 fraction, not assembled in chromatin, at lysines 5 and<br/>12. When the soluble histone fraction is acumulated in the cell, it is degradated by a pathway<br/>regulated by Rad53p.Histone H4 acetylation is dependent on Hat1 and Hat2 proteins, but not<br/>on Hif1p. These subunit not seems be related with histone acetylation function. Indeed, both,<br/>Hat1p and Hat2p, are necessaries for the histone H4 binding, but not Hif1p.