Sirtuine, auch Sir2-like Proteine, sind eine Familie multifunktionaler Enzyme aus der Gruppe der Histon-Deacetylasen (HDAC, ). Sie kommen hoch konserviert in allen Lebewesen wie Bakterien, Hefen, Würmer, Insekten, Säugetiere einschließlich Menschen sowie in Viren vor. Während die meisten einfachen Organismen – wie Bakterien – nur eines oder wenige Sirtuine besitzen, haben Hefen vier und der Mensch sieben verschiedene dieser Enzyme.
Der Name Sirtuin leitet sich vom Gen Sir2 (silent mating type information regulation 2) aus Hefe ab, das für die zelluläre Regulation verantwortlich ist.
Die Histon-Deacetylasen der Klasse III wirken auf acetylierte Lysinreste in Proteinsubstraten wie z. B. Histonproteinen ein und deacetylieren diese über einen NAD+-abhängigen Mechanismus.Bernd Kleine-Gunk: Resveratrol. Schlüssel für ein langes Leben?. In: Pharmazeutische Zeitung. 29/2007. Neuere Untersuchungen zeigten jedoch, dass sie auch andere Acylreste wie Myristoyl und Palmitoyl entfernen können und deshalb als Deacylasen bezeichnet werden solltenPoonam Bheda, Hui Jing, Cynthia Wolberger, Hening Lin: The Substrate Specificity of Sirtuins. In: Annual Review of Biochemistry. 85, 2016, S. 405, .. Des Weiteren ist für humane Sirtuine – mit Ausnahme von Sirt4 – ein zweiter Katalysemechanismus beschrieben worden, die ADP-Ribosylierung ().R. A. Frye: Phylogenetic classification of prokaryotic and eukaryotic Sir2-like proteins. In: Biochem. Biophys. Res. Commun. Band 273, 2000, S. 793–798. PMID 10873683. Dieser wird für die Regulierung von Alterungsvorgängen, Transkription, Apoptose und Stressresistenz verantwortlich gemacht.Eva Bober: Können Sirtuine den Alterungsprozessen entgegenwirken? Forschungsbericht 2008, Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung.
Sirtuin-Arten Sirtuine werden nach ihrer Aminosäuresequenz klassifiziert. Folgende Sirtuine sind bekannt: ArtName beim MenschenName in HefenName bei Mäusen Ia Sirt1 (Gen: SIRT1) Sir2 oder Sir2p, Hst1 oder Hst1p Sir2-beta Ib Sirt2, Sirt3 Hst2 oder Hst2p Sir2l2, Sir2l3 Ic Hst3 oder Hst3p, Hst4 oder Hst4p II Sirt4 SIRT4 III Sirt5 SIRT5 IVa Sirt6 SIRT6 IVb Sirt7 SIRT7 U< Entdeckt in Gram-positiven Bakterien
Sirtuin-Substrate Deacetylierung der klassischen Substrate der Sirtuine, der Lysin-Enden der Histone, führt bei diesen zu einer Veränderung der Basizität des Stickstoffs im Lysinrest. Mit einem freien Amin am Ende der aus dem Histon herausragenden Stickstoff-Termini kondensiert die darum gewundene DNA stärker an den Proteinkomplex, so dass die Transkription durch andere Enzyme gestört oder verhindert wird. Hieraus resultiert ein Gen-Silencing des entsprechenden Genabschnitts, das sich in einer verringerten Expression der in diesem Lokus codierten Gene äußert. Andere wichtige Substrate, deren Aktivität durch Deacetylierung oder ADP-Ribosylierung moduliert werden können, sind in der Tabelle dargestellt: