ヒストン修飾酵素
ヒストン修飾酵素の機能の変化はクロマチンに基づく過程の制御の異常を引き起こし、最終的には発がん性形質転換とがんが引き起こされる場合がある。がん細胞では、DNAメチル化とヒストン修飾の分布に特有のパターンがみられる。こうしたエピジェネティックな変化は腫瘍形成のさまざまな段階で生じ、がんの発生や進行の双方に寄与している可能性がある。
異性化は、ある分子が異なる構造的コンフォメーションをとるよう変換する過程である。プロリン異性化(英語版)は、ヒストンテールの修飾に重要な役割を果たす。Fpr4はプロリルイソメラーゼ(PPIase)であり、ヒストンのプロリン(P)残基のシス・トランス異性体の変換を行う。Fpr4はヒストンH3のN末端領域のいくつかのプロリン残基(P16、P30、P38)に対して触媒活性を持つが、P38に対して最も優先的に結合する。
H3P38はH3K36の近傍に位置し、P38の変化はK36のメチル化状態に影響を及ぼす。P38はシスとトランスの2つの異性体が可能であるが、これらは互いに反対の影響を引き起こす。シス型はコンパクトなヒストンを誘導し、タンパク質のDNAへの結合能力を低下させる。そのためK36のメチル化は阻害され、遺伝子の転写は減少する。逆にトランス型はより開いたヒストン構造を促進し、K36のメチル化が可能となって遺伝子の転写が増加する。
マウスでは、ビタミンB12欠乏症は脳におけるヒストン修飾酵素の発現を変化させ、行動の変化やエピジェネティックなリプログラミングが行われることが示されている。また、脂質代謝や他の代謝経路の調節にHDACが重要であり、代謝疾患の病理に関与していることが示されている。
一般的な4種類のヒストン修飾と各々のライター、イレイサーを下の表に記す。