PLMT家族成员SET7/9的非组蛋白甲基化作用

SET7/9是蛋白赖氨酸甲基化转移酶（protein lysine methyltransferases,PLMTs或PKMTs）家族成员,具有SET结构域。现已发现SET7/9是一种赖氨酸单甲基化转移酶,除了能使组蛋白H3第四位赖氨酸（lysine4 of histone 3,H3K4）单甲基化外,更重要的能使一些转录因子、肿瘤抑制因子、膜相关受体等非组蛋白单甲基化,其甲基化作用主要与蛋白稳定和转录活化有关。该效应受赖氨酸特异性去甲基酶1（lysine specifcdemethylase,LSD1）的抑制。SET7/9与LSD1两者效应的平衡对维持体内活性蛋白质含量、调节基因表达具有重要意义。     

高迁移率族蛋白

高迁移率族蛋白(highmobilitygroupprotein,HMG蛋白)广泛存在于真核生物细胞中,因其在聚丙稀凝胶电泳中的高迁移率而得名。HMG蛋白是真核细胞基因调控的动力体现者,是真核细胞内继组蛋白之后含量最为丰富的一组染色质蛋白质,它们在染色质的结构与功能及基因表达调控过程中均发挥着重要作用。HMG蛋白家族可分为HMGA、HMGB和HMGN三类亚家族。现对HMG蛋白家族的三类亚家族蛋白HMGA、HMGB和HMGN的结构与功能进行综述。     

三种提取HMG染色体非组蛋白方法的比较

非组蛋白是在染色体中组蛋白以外的蛋白 质。它除了含有基因的调控蛋白外,还具有许 多与核酸代谢有关的酶和结构蛋白。非组蛋白 从染色体复合物上分离下来后,很容易聚集在 一起,也很容易被蛋白水解酶降解。所以,它们 很难在溶液中保持原状〔31。目前,非组蛋白中能 够较好地分离、纯化,并对其生物学性质及结构 功能加以详细研究的是一组称为高泳动因子的 染色体非组蛋白,简称HMG染色体非组蛋白。 HMG蛋白质分子量较低（MW < 30, 000),可 以用稀盐溶液或高氯酸从细胞核提取,并能溶 于2沁三氯乙酸溶液中。HMG蛋白质主要含 有4种主要成份： HMG HMG2, HMGl4和 HMG,,, HMG蛋白质与组蛋白有相似之处,它 们的碱性氨基酸残基的含量很高（25-30多）; 与组蛋白不同的是它们的酸性氨基酸残基的含 量也很高（20-30务）。碱性和酸性氨基酸的 含量加在一起占HMG蛋白质氨基酸含量的一 半左右^[5,11,13]     

组蛋白去甲基化酶1在干细胞增殖与分化中的调控作用

表观遗传学在干细胞的分化与成熟过程中扮演着重要的角色。其中发现组蛋白去甲基化酶1（LSD1）可以动态地调节组蛋白的甲基化状态,进而调控基因转录的激活和抑制以及X染色体失活等过程,LSD1在肿瘤干细胞、胚胎干细胞、神经干细胞及诱导多能干细胞中均有表达,并影响这些干细胞的增殖和分化过程。就LSD1在干细胞增殖与分化中的调控作用的研究进展进行综述。     

人星状病毒非结构蛋白C末端nsP1a/4蛋白6种删除突变体的构建与表达分析

星状病毒(Human astrovirus,HAstV)是通过引起小肠上皮细胞凋亡从而导致婴幼儿腹泻的重要病原体。课题组前期研究表明HAstV非结构蛋白nsP1aC末端蛋白nsP1a/4是诱导凋亡的主要功能性蛋白,可能含有与凋亡相关的重要结构域。为了探索nsP1a/4蛋白中的凋亡结构域,本研究采用绿色荧光蛋白真核表达载体,根据nsP1a/4蛋白功能性结构域的位置,选择不同的删除位点,构建nsP1a/4蛋白及不同结构域删除的nsP1a/4蛋白突变体,并将其转染BHK21细胞,在转染的24～72h检测重组蛋白在细胞内的表达并进行初步分析。结果显示,24h后荧光显微镜下可观察到融合nsP1a/4蛋白和其突变体的绿色荧光。Western blot分析结果显示7种融合蛋白均能在体外细胞中高效表达,72h表达量明显高于48h。这些结果表明我们构建的nsP1a/4蛋白及其删除突变体可在BHK21细胞中表达,可用于HAstV非结构蛋白nsP1a/4的凋亡结构域研究,从而为进一步研究HAstV分子致病机制提供研究平台。     

组蛋白赖氨酸去甲基化酶在肿瘤中的作用

在肿瘤发生过程中,组蛋白赖氨酸去甲基化酶(LSD1)的表达失调是一个重要标志。LSD1能够于组蛋白H3的N端与H3K4me2/1和H3K9me2/1相互作用,并使其去甲基化,从而调控多种不同的生理过程。同时,LSD1表达水平变化还与多种基因如p53、DNMT1和EZH2等的表达水平相关联,在胚胎发育、细胞分化和肿瘤增殖转移过程中起重要作用。     

人星状病毒Ⅰ型非结构蛋白nsP1a及其C末端蛋白nsP1a/4的原核表达及鉴定

人星状病毒(Human Astrovirus,HastV)是导致婴幼儿腹泻的重要病原体。HastV非结构蛋白nsP1a及C末端蛋白nsP1a/4含有各种保守的功能结构域,在星状病毒的复制、转录,病毒与宿主的相互作用中起重要作用。为获得nsP1a及其nsP1a/4蛋白,为后续蛋白相关研究提供平台,本研究在E.coli系统中进行人星状病毒非结构蛋白nsP1a及nsP1a/4蛋白的表达并对表达产物进行鉴定。首先将nsP1a及nsP1a/4基因克隆入原核表达载体PGEX-4T-1,构建nsP1a及nsP1a/4蛋白融合表达质粒;在E.coli BL21(DE3)中进行IPTG诱导表达,摸索两种融合蛋白表达的最优条件并对表达蛋白进行免疫印迹鉴定。结果表明nsP1a蛋白在30℃,1mM IPTG诱导12h时,蛋白表达量达到最高;nsP1a/4蛋白在20℃,0.5mM IPTG诱导8h时,蛋白表达量达到最高。Western blot结果显示两种融合蛋白既可与nsP1a蛋白免疫血清发生特异性反应,也可被GST标签抗体所识别。本研究成功利用原核系统表达并鉴定了人星状病毒非结构蛋白nsP1a及其C末端蛋白nsP1a/4,为进一步研究星状病毒非结构蛋白的功能及病毒的致病机制奠定基础。     

赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1与白血病的研究进展

表观遗传学是后基因组时代兴起的一门新学科,它使人们认识到包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑及非编码RNA调控在内的修饰也可以记载遗传信息;并且许多表观遗传改变是可逆的,对表观遗传修饰和调控的研究已成为生命科学的热点和发展前沿。2004年发现的赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1(LSD1)是第一个真正意义上的组蛋白赖氨酸去甲基化酶,使人们认识到组蛋白甲基化是一个动态的过程,通过组蛋白甲基转移酶和去甲基化酶的相互作用,动态地调控基因转录的激活和抑制等生物学过程。这重新定义了组蛋白甲基化,同时也为进一步深入研究组蛋白修饰提供了新的途径。我们在此简要介绍LSD1的结构与功能、LSD1与白血病的关系,LSD1在白血病的发生和发展中发挥重要作用,是一个潜在的治疗白血病的靶基因。     

高迁移率族蛋白与真核基因表达调控

高迁移率族蛋白 (high mobility group protein , HMG) 是一系列的染色质相关蛋白,广泛存在于真核生物细胞中,含量丰富,因其在聚丙烯酰胺凝胶电泳中的高迁移率而得名 . HMG 蛋白家族可分为 HMGB 、 HMGA 和 HMGN 三类亚家族,各亚家族有其特征的结构域,这些结构域介导了 HMG 和 DNA 或染色质相关区域的相互作用 . 现已发现这些蛋白质具有多种重要生物学功能,其中几乎所有 HMG 都可以通过修饰、弯曲或改变染色质 /DNA 的结构,促进各种蛋白质因子形成大分子复合物来调节基因转录 .     

KAP-1:转录调控中的一个桥梁分子

KAP-1(又称TIF1b, TRIM28等)是一种转录中介因子, 在诸多转录调控复合体中起桥梁作用。它通过其N端RBCC结构域与含KRAB结构域的锌指蛋白、MDM2、MM1、C/EBPb等相互作用; 通过C端的PHD及BrD结构域与SETDB1、Mi-2a等分子相互作用, 参与形成具有组蛋白甲基化酶或组蛋白去乙酰化酶活性的复合体; 通过中间的HP1BD区域与HP1蛋白相互作用, 进而与组蛋白相结合。大量研究表明, KAP-1作为一个桥梁分子, 主要以共抑制因子形式参与转录抑制复合体的形成, 在某些复合体中也可作为共激活因子发挥作用。KAP-1参与形成的复合体在精细胞发育、胚胎早期发育等生理过程中发挥重要的调控作用, 这种调控属于表观遗传调控范畴。     

The SNAG domain of Snail1 functions as a molecular hook for recruiting lysine‐specific demethylase 1

Epithelial–mesenchymal transition (EMT) is a transdifferentiation programme. The mechanism underlying the epigenetic regulation of EMT remains unclear. In this study, we identified that Snail1 interacted with histone lysine‐specific demethylase 1 (LSD1). We demonstrated that the SNAG domain of Snail1 and the amine oxidase domain of LSD1 were required for their mutual interaction. Interestingly, the sequence of the SNAG domain is similar to that of the histone H3 tail, and the interaction of Snail1 with LSD1 can be blocked by LSD1 enzymatic inhibitors and a histone H3 peptide. We found that the formation of a Snail1–LSD1–CoREST ternary complex was critical for the stability and function of these proteins. The co‐expression of these molecules was found in cancer cell lines and breast tumour specimens. Furthermore, we showed that the SNAG domain of Snail1 was critical for recruiting LSD1 to its target gene promoters and resulted in suppression of cell migration and invasion. Our study suggests that the SNAG domain of Snail1 resembles a histone H3‐like structure and functions as a molecular hook for recruiting LSD1 to repress gene expression in metastasis.     

Developmental changes in the expression of high mobility group chromosomal proteins

The high mobility group (HMG) chromosomal proteins may modulate the structure of distinct regions in chromatin, thereby affecting processes such as development and differentiation. Here we report that the levels of the HMG chromosomal proteins and their mRNAs change significantly during erythropoiesis. Erythroid cells from 5-day chicken embryos contain 2.5-10 times more HMG mRNAs than cells from 14-day embryos, whereas circulating cells from adult animals are devoid of HMG and most other mRNAs. Nuclear run-off experiments and Northern analysis of RNA from various developmental stages and from Percoll-fractionated cells indicate that the genes are transcribed in early cells of either the primitive or definitive erythroid lineage. The rate of synthesis of the various HMGs changes during erythropoiesis; in erythroid cells from 7-day embryos the ratio of HMG-14b or HMG-17 to HMG-14a is, respectively, 8 and 10 times lower than in 9-day erythroids. HMG-14a, the major chicken HMG-14 species, is synthesized mainly in primitive cells, while HMG-14b is preferentially synthesized in definitive cells. Thus, the change from primitive to definitive erythroid lineage during embryogenesis is accompanied by a change in the expression of HMG chromosomal proteins. Conceivably, these changes may affect the structure of certain regions in chromatin; however, it is not presently clear whether the switch in HMG protein gene expression is a consequence or a prerequisite for proper differentiation.