Acetyltransferaser er enzymer som overfører acetylgrupper enten til oksygen (O-acetyltransferase) eller nitrogen (N-acetyltransferase, N-terminal acetyltransferase(Nat, e.g. NatA, NatB osv.). Histon acetyltransferaserer acetylerer histoner i histonhalen og deltar i epigenetisk regulering. Proteiner hos eukaryoter kan bli kovalent modifisert ved å hekte på en acetylgruppe på NH3+-gruppen til aminosyren lysin i N-terminal ende av proteinet, katalysert av N-terminal acetyltransferase. Acetylerte proteiner deltar i regulering av metabolismen bl.a. ved tørkestress hos planter. Generelt øker acetyleringen ved stress. Nod-lignende reseptorer (NLR) deltar i immunresponsen i planter og stabiliteten til NLR blir påvirket av acetylering.
Acetylering og deacetylering av histonproteiner i genregulering
Nukleosomer inneholder DNA dobbelheliksen kveilet rundt histonproteiner (H2A, H2B, H3 og H4) i kromosomene. Molekyler med aminosyren lysin i den N-terminale enden av histon-proteinene kan bli acetylert katalysert av histon acetylase, som hekter på en acetyl-gruppe som kommer fra acetyl-koenzym A (acetyl-CoA). Det er en form for post-translasjonsmodifisering, oftest av H3 og H4 Acetyleringen fjerner positive ladninger i histonproteinene, og endrer kromatinstrukturen slik at DNA blir mer åpent tilgjengelig og DNA-bindende proteiner (transkripsjonsfaktorer). Transkripsjonsfaktorer kan binde seg til DNA og gi økt proteinsyntese ("enhancer") eller minske (repressere) proteinsyntesen. Acetylgruppen blir fjernet katalysert av en histon deacetylase, og kromatinet får en mer lukket form. Acetylering kan gi epigenetiske endringer i genomet. Metylering av lysin (K) eller arginin (R) gir ingen endring i ladning, og er også en form for epigenetisk regulering. Det kan også skje DNA-metylering av cytosin. Metylgruppen (CH3-) kan komme fra S-adenosylmetionin , S-metyl-metionin eller 5-metyl-tetrahydrofolat (aktiv form av B-vitaminet folinsyre (folat).
Nevtrotransmittoren acetylkolin hos dyr blir katalytisk laget av kolin O-acetyltransferase. Serotonin N-acetyltransferase deltar i biosyntesen av melatonin som påvirker søvn. Kloramfenikol acetyltransferase i bakterier avgifter antibiotikaet kloramfenikol og gir klaramfenikolresistens i bakterer.