히스톤 탈아세틸화를 넘어서: 암 진행과정에서 비전형적 시르투인의 기능

국문 초록 (Abstract)

시르투인(SIRT1–SIRT7)은 NAD⁺ 의존적인 고도로 보존된 효소군으로, 초기에는 히스톤 탈아세틸화와 전사 억제 기능으로 주로 알려졌다. 그러나 최근 연구들은 이들 효소가 ADP-리보실화, 탈말로닐화, 탈숙시닐화, 장쇄 지방산 아실기 제거 등 훨씬 광범위한 비전형적 효소 활성을 가지며, 이러한 기능이 후성유전학적 조절을 넘어 세포의 핵심 과정에 깊이 관여함을 밝혀냈다. 특히, 시르투인의 비전형적 기능은 미토콘드리아 대사, 산화환원 균형, DNA 손상 복구, 면역 감시 및 면역 반응 조절에 결정적인 영향을 미쳐 암 생물학에서 중요한 역할을 수행한다. 흥미롭게도 시르투인은 동형체, 세포 유형, 종양 미세환경 등 맥락에 따라 종양 억제 또는 촉진이라는 이중적 역할을 나타낸다. 본 총설은 시르투인의 이러한 비전형적 기능과 그 분자적 기전을 심층적으로 분석하고, 암 진행 과정에서 나타나는 복잡한 역할을 조명하고자 한다. SIRT4의 ADP-리보실화를 통한 글루타민 대사 억제, SIRT5의 탈숙시닐화를 통한 대사 유연성 증진, SIRT6의 장쇄 지방산 아실기 제거를 통한 HIF-1α 및 DNA 복구 조절과 같은 동형체 특이적 비전형적 활성이 암세포의 운명을 어떻게 결정하는지 논의한다. 이러한 비전형적 활성을 표적으로 하는 것은 유망한 치료 전략을 제시하지만, 동형체 특이성 및 이중 기능성과 관련된 문제점들은 신중한 접근을 요구한다. 결론적으로, 시르투인의 비전형적 기능에 대한 포괄적인 이해는 암 치료에서 이들의 잠재력을 최대한 활용하고 더 정밀하며 효과적인 치료법을 개발하는 데 필수적이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Sirtuins (SIRT1–SIRT7) are a highly conserved family of NAD+-dependent enzymes, initially recognized for their role in histone deacetylation and transcriptional silencing. However, accumulating evidence reveals a broader enzymatic repertoire that includes ADP-ribosylation, demalonylation, desuccinylation, and the removal of long-chain fatty acyl groups. These non-canonical functions extend the influence of sirtuins far beyond epigenetics, critically impacting cancer biology by regulating mitochondrial metabolism, redox balance, DNA damage response, and immune surveillance and response. Intriguingly, sirtuins exhibit a context-dependent dual role, acting as either tumor suppressors or promoters depending on the specific isoform, cellular context, and tumor microenvironment. This review explores into these non-canonical sirtuin functions and their molecular mechanisms, highlighting their complex roles in cancer progression. We discuss how isoform-specific activities―such as SIRT4-mediated ADP-ribosylation, which suppresses glutamine metabolism; SIRT5-driven desuccinylation, which enhances metabolic flexibility; and SIRT6-catalyzed long-chain deacylation, which impacts HIF-1α and DNA repair—decisively shape cancer cell fate. While targeting these non-canonical activities presents promising therapeutic avenues, challenges related to isoform specificity and dual functionality necessitate careful consideration. Ultimately, a comprehensive understanding of the non-canonical functions of sirtuins is essential for unlocking their therapeutic potential and developing more precise and effective cancer treatment strategies.

목차 (Table of Contents)

• Abstract
• 1. 서론
• 2. 본론
• 3. 결론
• REFERENCES
• 초록