SIRT7, an epigenetic modulator is related to several important cellular processes like aging, genome stability, and metabolism. The mechanistic and regulatory aspect of this enzyme needs to be explored. SIRT7 contains a conserved catalytic core with long flanking N- and C-terminal extensions. We find that the N terminus is involved in substrate binding, thus also in its dual enzyme activity i.e. deacetylation and ADP ribosylation. The C-terminus is not essential for its catalysis. Mutation of certain residues at the active site suggests that mono ADP-ribosylation and deacetylation are two distinct activities of SIRT7. In this study, we also find that the SIRT7 enzyme can specifically transfer a single moiety of ADP ribose on other nuclear proteins, with a preference for NAD+. For this, the ADPr transfer follows the enzymatic reaction mechanism. Nicotinamide and certain metal ions have a significant negative effect on this mono ADP ribosylation process. A comparison of these dual activities suggests SIRT7's preference for the mono ADPr transfer over its deacetylation of H3K18Ac. Mono ADP ribosylation in cells is often linked to different metabolic disease conditions. This kind of modification of transcription factors, p53 and ELK4 by SIRT7 may play a key role in maintaining the tumor phenotype. Thus, SIRT7 becomes an important therapeutic hotspot for drug designing against several diseases. Finally, we can also relate SIRT7 to the DNA repair process through ADP ribosylation of one of its key players, PARP1. Here, SIRT7 positively regulates the PARP1 activity.

中文翻译：

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人sirtuin SIRT7的单ADP核糖基转移酶活性的生化特征及其调控。

SIRT7是一种表观遗传调节剂，与衰老，基因组稳定性和代谢等几个重要的细胞过程有关。该酶的机械和调节方面需要探索。SIRT7包含一个保守的催化核，具有较长的N和C端侧翼延伸。我们发现N末端参与底物结合，因此也参与其双重酶活性，即脱乙酰基和ADP核糖基化。C末端对其催化作用不是必不可少的。活性位点某些残基的突变表明，单ADP-核糖基化和脱乙酰基化是SIRT7的两个不同活性。在这项研究中，我们还发现SIRT7酶可以特异性转移ADP核糖在其他核蛋白上的单个部分，并优先使用NAD +。为此，ADPr转移遵循酶促反应机理。烟酰胺和某些金属离子对该单ADP核糖基化过程具有重大的负面影响。这些双重活性的比较表明，SIRT7比其H3K18Ac的脱乙酰基更倾向于单ADPr转移。细胞中的单ADP核糖基化通常与不同的代谢疾病状况相关。SIRT7对转录因子p53和ELK4的这种修饰可能在维持肿瘤表型中起关键作用。因此，SIRT7成为针对多种疾病的药物设计的重要治疗热点。最后，我们还可以通过其主要参与者之一PARP1的ADP核糖基化使SIRT7与DNA修复过程相关。在这里，SIRT7积极调节PARP1的活性。这些双重活性的比较表明，SIRT7比其H3K18Ac的脱乙酰基更倾向于单ADPr转移。细胞中的单ADP核糖基化通常与不同的代谢疾病状况相关。SIRT7对转录因子p53和ELK4的这种修饰可能在维持肿瘤表型中起关键作用。因此，SIRT7成为针对多种疾病的药物设计的重要治疗热点。最后，我们还可以通过其主要参与者之一PARP1的ADP核糖基化使SIRT7与DNA修复过程相关。在这里，SIRT7积极调节PARP1的活性。这些双重活性的比较表明，SIRT7比其H3K18Ac的脱乙酰基更倾向于单ADPr转移。细胞中的单ADP核糖基化通常与不同的代谢疾病状况相关。SIRT7对转录因子p53和ELK4的这种修饰可能在维持肿瘤表型中起关键作用。因此，SIRT7成为针对多种疾病的药物设计的重要治疗热点。最后，我们还可以通过其主要参与者之一PARP1的ADP核糖基化使SIRT7与DNA修复过程相关。在这里，SIRT7积极调节PARP1的活性。SIRT7对转录因子p53和ELK4的这种修饰可能在维持肿瘤表型中起关键作用。因此，SIRT7成为针对多种疾病的药物设计的重要治疗热点。最后，我们还可以通过其主要参与者之一PARP1的ADP核糖基化使SIRT7与DNA修复过程相关。在这里，SIRT7积极调节PARP1的活性。SIRT7对转录因子p53和ELK4的这种修饰可能在维持肿瘤表型中起关键作用。因此，SIRT7成为针对多种疾病的药物设计的重要治疗热点。最后，我们还可以通过其主要参与者之一PARP1的ADP核糖基化使SIRT7与DNA修复过程相关。在这里，SIRT7积极调节PARP1的活性。