Histone H3修饰：细胞交响曲中的无声指挥

Histone H3是核小体的核心组分之一。它与 H2A、H2B、H4通过非共价键相互作用组成八聚复合体，将DNA包裹压缩成核小体，而核小体是染色质的基本结构单位。

图1 核小体结构

Histone H3理论分子量约为15 kDa，定位在细胞核，在多数组织中均有表达。主要在细胞的S期表达，并且在分化过程中随着细胞分裂减慢而表达量急剧下降。

Histone H3在转录调控、DNA 修复与复制和染色体稳定性中发挥核心作用。DNA的可访问性是通过组蛋白的一系列复杂的翻译后修饰（也称为组蛋白编码）和核小体重构来调控的。

翻译后修饰

Histone H3通过一系列的翻译后修饰（也称为组蛋白编码）和核小体重构来调控DNA的可访问性,可经过多种翻译，如：乙酰化，泛素化，磷酸化，甲基化，瓜氨酸化，琥珀酰化和异丁基化等。修饰的Histone H3可以改变染色质的结构，影响染色质与转录因子的可及性，从而调控基因的表达。在多种生物学过程中起关键作用，包括但不限于包括但不限于基因表达调控、DNA修复、细胞周期调控、细胞增殖和凋亡，神经元抑制等。

图2 Histone H3 N 末端尾部结构域的修饰。经典的甲基化、乙酰化、磷酸化位点已标出。

热门修饰

乙酰化（Acetylation）：通常与基因激活相关，因为它能中和组蛋白上的正电荷，使得 DNA 更容易被转录机器访问。乙酰化通常发生在H3的赖氨酸残基上，如H3K9ac（Histone H3上的第9位赖氨酸残基发生乙酰化修饰）、H3K14ac、H3K27ac等。

甲基化（Methylation）：可以在不同的赖氨酸残基上发生，每种甲基化状态可能具有不同的功能，如H3K4me3（Histone H3的第4位赖氨酸残基上发生的三甲基化修饰）通常与活跃的转录激活有关，而H3K27me3则与基因沉默相关。

磷酸化（Phosphorylation）：磷酸化发生在特定的苏氨酸、酪氨酸残基上，与细胞周期进程，特别是有丝分裂、减数分裂期间的染色体凝缩和DNA损伤响应有关，如H3S10ph（Histone H3 第10位丝氨酸的磷酸化）、H3T11ph等。

乳酸化（Lactylation）：Histone H3乳酸化主要发生在赖氨酸上，不同位点的乳酸化修饰也有不同的功能影响。H3K18la（HistoneH3 的第18位赖氨酸残基上发生的乳酸化修饰）在多种疾病中起作用：在败血症引起的肺损伤中，通过m6A修饰ACSL4促进铁死亡；H3K18la也被作为感染性休克的潜在生物标志物进行研究。H3K9la（Histone H3的第9位赖氨酸残基上发生的乳酸化修饰）在调节基因表达和参与疾病调控中起作用，在动脉粥样硬化的发展中可能涉及内皮-间充质转化（EndMT）的调节。

巴豆酰化（Crotonyl）：通常在调控基因表达和染色质结构中扮演着重要角色，主要发生在赖氨酸残基上。H3K23cr（Histone H3的第23位巴豆酰化）与基因转录调控有关，MORF复合体被鉴定为特异性的H3K23乙酰转移酶，并且这种活性与H3K14的巴豆酰化修饰有关。

总蛋白及其他修饰