組蛋白去甲基化酶（histone demethylase）是一類能夠?qū)⒔M蛋白上的甲基基團(tuán)去除的酶類，它們通過(guò)特定的作用機(jī)制調(diào)節(jié)基因表達(dá)和細(xì)胞分化。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多種組蛋白去甲基化酶，它們的作用機(jī)理有所不同。
    在人體中，組蛋白去甲基化酶主要分為兩類：一類是JmjC域蛋白，它們利用含有JmjC結(jié)構(gòu)域的區(qū)域?qū)⒔M蛋白上的甲基基團(tuán)去除；另一類是LSD1（Lysine-Specific Demethylase 1），它可以通過(guò)與其他輔助蛋白相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)去甲基化的作用。
    JmjC域蛋白的作用機(jī)理是通過(guò)其內(nèi)部含有的JmjC結(jié)構(gòu)域?qū)?a href="http://www.pptc.cn/">組蛋白上的甲基化修飾進(jìn)行水解反應(yīng)，使其發(fā)生去甲基化作用。在水解反應(yīng)的過(guò)程中，JmjC域蛋白先與α-酮戊二酸（α-KG）和Fe（II）離子結(jié)合，形成活性位點(diǎn)，然后將甲基化組蛋白放入該活性位點(diǎn)中，利用α-KG和Fe（II）的催化作用將甲基基團(tuán)水解，最終釋放出去甲基化的組蛋白和甲酸。
    LSD1則通過(guò)與其他輔助蛋白如CoREST相互作用來(lái)發(fā)揮去甲基化作用。LSD1本身缺乏JmjC結(jié)構(gòu)域，但是其與CoREST結(jié)合后可以形成一個(gè)包裹甲基化的催化中心，然后利用FAD作為輔因子，通過(guò)氧化反應(yīng)將甲基基團(tuán)去除。
    組蛋白去甲基化酶的作用機(jī)理是通過(guò)其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)域或與其他輔助蛋白相互作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)組蛋白上甲基化修飾的水解或氧化反應(yīng)，從而去除甲基基團(tuán)，進(jìn)而調(diào)控基因表達(dá)和細(xì)胞分化。