Białka Sir (Silent information regulator) należą do NAD⁺-zależnych deacetylaz histonowych, enzymów katalizujących reakcję deacetylacji, czyli reakcję odszczepienia reszty kwasu octowego od białkowych substratów. Reakcja ta jest sprzężona z hydrolizą NAD⁺ (dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy), który jest jej niezbędnym kofaktorem. Są one produkowane prawie przez wszystkie organizmy żywe.

Sirtuiny podzielono na pięć głównych klas, oznaczonych I–IV i U (undifferentiated). Prokariotyczne homologi Sir2 grupują się w klasach II i III, eukariotyczne natomisat w I–IV. Enzymy klasy U, wytwarzane przez bakterie Gram-dodatnie i przedstawiciela archeonów.

Sirtuina 1 (SIRT1) należy do najlepiej poznanych u ssaków homologów Sir. Białko to występuje w jądrze komórkowym, posiada aktywność NAD⁺-zależnej deacetylazy oraz oddziałuje z wieloma czynnikami, które regulują transkrypcję genów.

Według najnowszych odkryć sirtuiny pełnią rolę czynników regulujących proces starzenia się. Poprzez regulację transkrypcji genów homologi Sir2 mogą uczestniczyć w naprawie DNA. Sirtuiny wiążąc dodatkowe czynniki białkowe, przemieszczają się do miejsc pęknięć DNA i pomagają w ich usuwaniu.

Badania naukowe dowodzą, że długotrwałe ograniczenie podaży kalorii w diecie poniżej 30–50% zapotrzebowania prowadzi do zwolnienia procesu starzenia, a co za tym idzie przedłuża życie wielu organizmom. Zauważono również, że podczas głodzenia dochodzi do wzrostu aktywności sirtuin.

Wyniki przeprowadzonych badań wskazują, że krótkotrwałe ograniczenie spożycia kalorii u ludzi oraz długotrwałe u zwierząt zmienia intensywność metabolizmu i wywołuje zmiany w funkcjonowaniu układu hormonalnego oraz sympatycznego układu nerwowego, a także wpływa na profil ekspresji genów w komórkach mięśni, serca i mózgu. Naukowcy twierdzą, że połączenie wymienionych zmian biologicznych może opóźniać starzenie się organizmu. Jednakże mechanizm ten, nie został jeszcze jasno określony. Mimo to, uważa się, że restrykcje kaloryczne prowadzą do spadku intensywności metabolizmu, co wiąże się ze zmniejszeniem zużycia tlenu i ilości powstających wolnych rodników. Inna hipoteza nawiązuje do zjawiska hormezy. Polega ona na dobroczynnym działaniu bardzo małych dawek toksycznego czynnika, który w większych dawkach jest szkodliwy. Zgodnie z tym zjawiskiem, ograniczenie kalorii, działając jako czynnik łagodnego stresu, zwiększa wytrzymałość i zdolność organizmu do przetrwania w warunkach silnego stresu. Naukowcy ponadto sugerują, że do aktywacji sirtuin może prowadzić spadek stężenia insuliny i insulinopodobnego czynnika wzrostu (IGF-1, insulin-like growth factor-1), również wywołany ograniczeniem kalorii.

Sirtuiny odpowiadają za wiele procesów, które są ważne dla prawidłowego funkcjonowania organizmu. Regulowanie aktywności tych enzymów może być zatem nowym podejściem w leczeniu chorób cywilizacyjnych. Na podstawie badań wyodrębniono dużą liczbę związków chemicznych działających jako aktywatory i inhibitory sirtuin. W badaniach in vitro i in vivo dowiedziono, że pewne polifenole, takie jak składnik czerwonego wina – resweratrol, aktywują sirtuiny podobnie jak niskokaloryczna dieta. Resweratrol – aktywator SIRT1, chroni komórki przed śmiercią apoptotyczną, co ma ważne znaczenie m.in. w chorobach neurodegeneracyjnych i układu sercowo-naczyniowego. Poznane zostały również inhibitory sirtuin. Należą do nich m.in. nikotynamid, splitomycyna i sirtinol.

Reasumując, sirtuiny odgrywają istotną rolę w procesach starzenia i regulacji długości życia. Dlatego też selektywne, chemiczne regulatory aktywności sirtuin, takie jak resweratrol, mogą być wykorzystane do opracowania leków nowej generacji, które być może przyczynią się do opóźnienia procesu starzenia się, dłuższe zachowanie młodości, zdrowia oraz witalności.

Opracowano na podstawie:

Siedlecka K., Bogusławski W. Sirtuiny – enzymy długowieczności? Gerontol Pol, 2005; 13 (3): 147-152.