I型组蛋白去乙酰化酶复合物结构生物学研究进展

I型组蛋白去乙酰化酶复合物是从酵母到人所有真核生物中都保守的依赖于锌离子的组蛋白修饰酶。酿酒酵母Rpd3S和裂殖酵母来源同系物Clr6S包含多个亚基,可以被甲基化修饰的组蛋白H3第36位赖氨酸招募到相关核小体位点,随后对组蛋白H3和H4上的乙酰化修饰位点进行去除,以防止隐匿转录的发生。文章总结了近期关于I型组蛋白去乙酰化酶复合物结构生物学及生化方面的研究进展,对I型组蛋白去乙酰化酶复合物识别核小体底物并对其乙酰化位点进行特异性去除的分子机制进行了讨论。     

Ras蛋白在组蛋白乙酰化修饰介导的多头绒泡菌(Physarum polycephalum)细胞周期调控中的作用

在天然同步化的多头绒泡菌(Physarum polycephalum)细胞中, 组蛋白去乙酰化酶抑制剂Trichostatin A (TSA) 阻断了细胞周期S/G2, G2/M以及走出有丝分裂期的转换, 同时影响了2种ras基因(Ppras1 和Pprap1)的转录以及Ras蛋白的表达水平. 抗Ras蛋白的抗体中和实验结果表明, Ras蛋白通过调节Cyclin B1的表达水平在细胞周期转换点的调控中起重要作用. 以上结果表明, 在多头绒泡菌细胞中Ras蛋白可能是参与组蛋白乙酰化修饰介导的细胞周期调控过程的一个关键因子.     

组蛋白和核小体在基因转录中的作用

有证据表明,染色质和核小体构型的改变在转录的起始中起着重要的调节作用。根据这方面的最新研究进展,结合部分实验结果,初步探讨了以相关问题：（１）转录起始与核小体改构（ｎｕｃｌｅｏｓｏｍｅ ｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇ）。评述了两类起不同作用的核小体改构复合体（ｎｕｃｌｅｏｓｏｍｅ ｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇ ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ）,一类是具有ＤＮＡ激活的ＡＴＰ酶活性的复合体,它们通过重构核小体的组蛋白核或改变ＤＮＡ     

p300和HDAC3介导的可逆的乙酰化作用参与调控IL-18pl启动子荧光素酶报告基因活性

IL-18是调节先天性免疫和获得性免疫的重要细胞因子，在Thl的发育中起着重要作用．p300是一种具有组蛋白乙酰化酶活性的转录辅因子．HDAC3是一种组蛋白去乙酰化酶．通过一系列共转染实验证实，p300能够刺激外源IL-18启动子活性、而HDAC3则抑制其活性．p300的乙酰化酶活性对于增强IL-18pl启动子荧光素酶报告基因激活是必需的．p300能提高转录因子c-Fos介导的IL-18启动子荧光素酶报告基因的活性，这种作用能被HDAC3抑制．p300对于内源IL-18mRNA合成有增强怍用．首次证实了组蛋白乙酰化酶和去乙酰化酶参与IL-18pl启动子活性的调控，为进一步研究IL-18基因表达调控的机制奠定基础．     

miRNA基因和编码基因启动子区核小体定位分析

研究了把基因启动子区的核小体定位对于分析基因的转录调控具有重要意义.利用核小体定位的预测技术——弯曲度谱,分析了编码基因和miRNA基因启动子周围核小体定位的特征.基因的转录起始位点处,有一个核小体缺失区域,且在下游约200bp处,有较强的核小体定位信号.独立转录的内含子miRNA基因与基因间区miRNA基因,在启动子区具有相似的核小体定位特征,在上游0～-400bp间,有一个较宽的核小体缺失区域,在该区域分布有较多的转录因子结合位点;而依赖编码基因转录的内含子miRNA基因,其启动子与蛋白编码基因启动子具有相似的核小体定位特征,在转录起始位点上游-200～-400bp和-400～-600bp处,各有一个较强的核小体定位.这些结果表明,独立转录的miRNA基因(包括基因间区miRNA和独立转录内含子miRNA)和蛋白编码基因,在启动子区可能具有不同的核小体定位特征.核小体定位不仅参与编码基因的转录调节,也影响miRNA基因的转录.     

直接从乙酰化N-末端测定烟草花叶病毒外壳蛋白氨基酸序列

Naritata于1958年发现烟草花叶病毒(TMV)外壳蛋白的N端系乙酰化封闭,目前已经报道了许多N端乙酰化的蛋白质,例如:烟草花叶病毒类、黄瓜花叶病毒、芜菁花叶病毒和长叶车前花叶病毒等的外壳蛋白。细胞色素C、卵清白蛋白、组蛋白Ⅳ、原肌球蛋白、脱铁蛋白、磷酸甘油激酶、钙结合蛋白等。     

代谢调控的新发现

能量代谢一直是最为热门的研究领域之一. 对乙酰化调控代谢的机理的研究发现, 代谢酶类赖氨酸残基的乙酰化修饰与很早就发现的转录调控、反馈抑制、变构调节及磷酸化修饰一样, 是一种广泛存在于原核和真核生物体内的保守代谢调控机制, 即乙酰化修饰不仅可以抑制/激活代谢酶的催化活力、影响蛋白的稳定性, 还可能协调代谢途径中各个代谢酶类的活性, 并在协调不同通路的代谢流分布中发挥更为广泛的生理功能, 进而在细胞整体水平上调控代谢. 最近还发现一些中间代谢物在细胞信号中起重要作用, 不平衡地积累2-羟基戊二酸或减少α-酮戊二酸会对加双氧酶蛋白家族产生重要的影响, 改变包括HIF途径在内的肿瘤相关信号通路, 并可能引起组蛋白甲基化修饰的改变. 由于代谢与人类疾病紧密相关, 这些新的发现在科学界引起了人们广泛的兴趣.     

全反式维甲酸对SH-SY5Y细胞全基因组启动子区组蛋白H3乙酰化修饰的影响

为研究全反式维甲酸(all-trans retinoic acid, ATRA, 简称RA)诱导人类神经细胞分化的表观遗传调控机制, 应用染色质免疫沉淀与启动子芯片联合技术(ChIP-on-chip), 对RA诱导24 h后神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞中两万余个基因启动子区的组蛋白H3乙酰化修饰状态进行了高通量检测和分析. 首先分别制备RA处理组和对照组的标记探针, 然后将人类基因组启动子芯片与探针进行杂交, 获得RA诱导SH-SY5Y细胞分化早期全基因组启动子区H3组蛋白乙酰化的数据. 结果分析显示, RA处理导致597个基因启动子的乙酰化程度显著升高、647个基因降低. 本研究结果显示上述技术的高效与可行, 并为深入研究RA诱导分化相关基因的表观遗传调控机制奠定了基础.     

HDAC6-HSP90途径介导蛋白折叠和降解调控肿瘤细胞增殖与转移

目前认为,关键激酶以及调控蛋白的折叠和降解失调与肿瘤的发生发展密切相关,分子伴侣通过整合蛋白质组(proteome)的折叠与降解机制在维持蛋白稳态中发挥了至关重要的作用. HSP90等伴侣蛋白的异常高表达被认为是恶性肿瘤的标志,通过参与细胞生存以及凋亡途径等关键蛋白的调节,为肿瘤提供了生存优势. HSP90一方面与其他伴侣蛋白相互作用稳定"客户蛋白"的构象,另一方面还能够辅助蛋白酶体途径介导蛋白的降解.最近的研究提示, HSP90的乙酰化等翻译后修饰是维持其功能的关键机制之一.组蛋白去乙酰化酶6(HDAC6)是重要的自噬受体,通过去乙酰化皮层肌动蛋白(cortactin)参与自噬体与溶酶体的融合.目前发现, HDAC6通过降低HSP90的乙酰化水平维持了HSP90分子伴侣的功能,保证客户蛋白的稳定折叠和成熟释放;同时, HDAC6还作为HSP90的客户蛋白,其活性也受到HSP90的调节.因此,进一步研究HSP90与HDAC6的交互作用可能为理解肿瘤细胞的分子伴侣如何协调蛋白折叠与自噬降解机制维持自身生存提供新的思路.本文总结了目前对HSP90以及HDAC6在蛋白折叠以及降解机制中的研究...     

SIRT6蛋白通过H3K9去乙酰化抑制NF-κB信号活性减缓细胞衰老

NAD依赖去乙酰化酶sirtuin(SIRT)家族成员可提高多种器官的寿命.SIRT6表达不足的小鼠可表现出寿命缩短和老龄化表型,该过程中涉及的分子机制还属未知.美国斯坦福大学医学院Howard Y.Chang和Katrin     

控制麻疹病毒血凝集性的重要功能位点

ＩＭＡ．ＳＭＤ是经Ｂ９５ａ细胞系培养纯化的２株麻疹病毒,其血凝集性呈阴性。将其在Ｖｅｒｏ细胞系中培养数代后其血凝集性转变为阳性。对在２种细胞中培养获得的病毒进行序列分析发现：以上２株病毒Ｈ蛋白的第５４６位均由Ｓｅｒ（ＨＡＤ阴性）突变为Ｇｌｙ（ＨＡＤ阴性）。利用位点专一性诱变并在ＣＯＳ细胞中对２种Ｈ蛋白进行表达证实：该突变导致血凝集性的改变;进一步利用抗ＣＤ４６的单克隆抗体证实：该突变同时导致Ｈ蛋白     

西藏羊八井地热田气体地球化学特征

西藏羊八井地热田气体的主要组分是ＣＯ２,含量一般超过８５％,其他组分有Ｎ２,Ｈ２Ｓ,Ｈ２和ＣＨ４等。氦同位素的Ｒ／Ｒａ值在０．１４－０．４６之间,说明地壳是氦的主要来源。ＣＯ２的δ＾１３Ｃ值是－１１．３３℃－７．７２‰,ＨＳ的δ＾３４Ｓ值是０．２‰－８．３‰,这些气体是念青唐古拉核杂岩体局部熔融的产物。     

硅酞菁染料与SiO2介质的结构关联及强光限幅效应

通过二氯硅酞菁染（ＳｉＰｃＣｌ２）中的活性γ－氨基丙基三乙氧基硅烷（３－ａｎｉｎｏｐｒｏｐｙｌｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ,ＮＨ２（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３,ＫＨ５５０）中氨基的亲核取代化学反应,把酞菁染料连接到ＫＨ５５０中,反应产物γ－缩水甘油醚基丙基三甲基硅烷（３－ｇｌｙｃｉｄｏｘｙｐｒｏｐｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ,ＣＨ２ＯＣＨＣＨ２Ｏ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３,ＫＨ５６     

植物染色质重塑复合体的保守性和特异性

真核生物基因组DNA及其所包绕的组蛋白形成的核小体是染色质的基本单位。染色质的形成一方面有助于将基因组DNA组装到细胞核中,另一方面也对基因表达具有重要影响。染色质重塑因子能够利用水解ATP产生的能量调控染色质上核小体的组装、移除、滑动及组蛋白变体的置换等,从而调控基因转录和其他多种生物学过程。真核生物中的染色质重塑因子主要包括SWI/SNF、ISWI、CHD和INO80四类,这些染色质重塑因子往往以多亚基复合体的形式存在。最近的研究工作系统鉴定了植物染色质重塑复合体的亚基组成和功能,揭示了植物染色质重塑复合体相对于酵母及动物染色质重塑复合体的保守性和特异性。对于这些复合体调控基因转录分子机制的认识也在不断深入。这些发现为深入研究染色质重塑在植物生长发育和胁迫应答中的作用奠定了基础。     

磁小体蛋白介导磁性纳米颗粒仿生合成

趋磁细菌磁小体是由生物膜包裹且呈链状排列的磁性纳米颗粒,磁小体通过生物矿化形成的磁性纳米颗粒具有规则的形状、均一的粒径及较高的结晶度,引起了研究者的广泛关注.磁小体膜由磷脂和脂肪酸组成,磁小体膜脂质囊泡实际上是一个控制磁性纳米颗粒精确合成的纳米反应器.磁小体膜内的一系列生物矿化蛋白控制着铁的转运、铁的氧化还原、磁性纳米颗粒的形核以及生长.目前,磁小体生物矿化的具体机制尚未明确且磁小体难以实现规模化生产,因此引发了人们对仿生合成磁小体的研究.体内研究显示,磁小体蛋白如Mms6、MamC、MmsF、MamG和MamD对磁小体的尺寸和形貌具有重要的调控作用,被认定为用于仿生合成磁小体的最好候选蛋白.一些工作已经对源于趋磁细菌的Mms6、MamC、MmsF等重组蛋白介导的磁性纳米颗粒的仿生合成进行了研究.这些研究不仅能够帮助我们更好地理解磁小体的生物矿化过程,而且能够制备出高质量的类磁小体磁性纳米颗粒.本文重点综述了几种重要的磁小体蛋白在介导磁性纳米颗粒仿生合成方面的研究进展,并对其未来发展进行了展望.     

转录前起始复合物的组装和启动子识别机制

基因转录作为中心法则的关键环节,将遗传信息由DNA传递至RNA,从而指导蛋白质的合成,是生物体最重要的生命活动之一。转录起始过程发生在几万种不同基因的高度多样化的启动子区,启动子区转录前起始复合物(PIC)的装配是转录起始的关键步骤,受到极其复杂的调控,是基因表达调控的核心。数十年来,大量基于TBP-TATA框体系开展的PIC结构和功能研究逐步揭示了基于TBP的PIC在TATA框启动子上的组装机制。近年来,研究显示,人类超过85%基因启动子不含有TATA框,并且几乎所有的基因转录过程都需要TFIID参与,且功能并不能够被TBP所替代。近期,基于TFIID的不同组装阶段的PIC结构和包含+1核小体的复合物结构的研究突破,首次系统地展示了PIC识别不同类型启动子及其在染色质上组装的分子过程,为后续研究基因表达调控提供了理论基础。     

VK3诱导的植物细胞凋亡及其机理

ＶＫ３可诱导烟草细胞的凋亡,表现为：染化体凝集,凋亡小体形成,ＤＮＡ末端断裂、降解形成梯状电泳,此过程伴随特异核酸酶的激活,其活性依赖于Ｃａ＾２＋,Ｍｇ＾２＋,可被Ｚｎ＾２＋和ＥＤＴＡ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ）抑制。ＤＮＡ降解可被ＤＥＶＤ（Ａｃ－Ａｓｐ－Ｇｌｕ－Ｖａｌ－Ａｓｐ－ａｌｄｅｈｙｄｅ）抑制。核纤层蛋白降解为３５ｋｕ片段,ＤＥＶＤ,ＰＭＳＦ（Ｐｈｅｎｙｌｍｅｔ     

Sirt1对能量代谢的调控作用

Sirt1是一种NAD⁺依赖性去乙酰化酶,其可将细胞的代谢状态直接与染色质结构和基因表达的调节耦合,进而影响多种组织与器官的能量代谢,如调控肝脏糖脂质代谢、骨骼肌蛋白代谢、胰岛β细胞分泌胰岛素及其敏感性、脂肪组织分化以及白色脂肪的褐色重塑、下丘脑中营养物质的利用等。然而,这些调控的紊乱与许多代谢性疾病的分子病理学密切相关,包括肥胖和2型糖尿病。文章系统性地阐述Sirt1在机体能量代谢中的相关作用,旨在进一步为相关代谢疾病提供可能的治疗靶点。     

体细胞克隆中核的重编程

尽管体细胞克隆在绵羊、牛、小鼠、猪、山羊、兔、猫、大鼠和骡子等物种中都获得了成功, 但却未能得到狗和猕猴的克隆个体, 而且克隆效率非常低. 克隆效率低使体细胞克隆技术在科研和生物技术等方面的应用受到限制. 供体核移入去核的卵细胞后, 必须经过表观遗传修饰的重编程, 回到胚胎开始发育的全能状态. 目前认为: 供体核的不完全重编程是导致克隆效率低的主要原因. 本文从DNA甲基化、组蛋白乙酰化、X染色体失活、端粒、印记基因以及其他发育相关基因的表达几个方面来探讨影响克隆效率的因素.     

p300和HDAC3介导的可逆的乙酰化作用参与调控IL-18 p1启动子荧光素酶报告基因活性

IL-18是调节先天性免疫和获得性免疫的重要细胞因子, 在Th1的发育中起着重要作用. p300是一种具有组蛋白乙酰化酶活性的转录辅因子. HDAC3是一种组蛋白去乙酰化酶. 通过一系列共转染实验证实, p300能够刺激外源IL-18 启动子活性, 而HDAC3则抑制其活性. p300的乙酰化酶活性对于增强IL-18 p1启动子荧光素酶报告基因激活是必需的. p300能提高转录因子c-Fos介导的IL-18启动子荧光素酶报告基因的活性, 这种作用能被HDAC3抑制. p300对于内源IL-18 mRNA 合成有增强作用. 首次证实了组蛋白乙酰化酶和去乙酰化酶参与IL-18 p1启动子活性的调控, 为进一步研究IL-18基因表达调控的机制奠定基础.