组蛋白的泛素化与去泛素化修饰

泛素在真核生物体内广泛存在,泛素化修饰是转录后的修饰方式之一;组蛋白是染色质的主要成分之一,与基因的表达有密切关系。组蛋白的泛素化修饰与经典的蛋白质的泛素调节途径不同,不会导致蛋白质的降解,但是能够招募核小体到染色体、参与X染色体的失活、影响组蛋白的甲基化和基因的转录。组蛋白的去泛素化修饰同样与染色质的结构及基因表达密切相关。组蛋白的泛素化和磷酸化、乙酰化、甲基化修饰之间还存在协同和级联效应。     

去泛素化酶与基因表达调控

泛素化是常见的蛋白质翻译后修饰方式之一,其参与了生物体内细胞分裂与分化、生长发育、转录调节、损伤应激、免疫应答等多方面的生理活动.近年来,泛素研究领域的重要成员之一——去泛素化酶(deubiquitylating enzymes)被不断发现和报道.作为一类可以移除泛素的异肽酶类,去泛素化酶具有结构和功能的多样性.基因表达调控一直是分子遗传学的研究热点,系统整理和总结去泛素化酶与基因表达调控的关系具有重要意义.本文综述了去泛素化酶与基因表达调控的关系,包括去泛素化酶与染色质稳态维持、细胞周期调控和DNA损伤修复等三个方面,并对该领域未来的研究方向进行了预测和讨论.     

去泛素化酶在乳腺癌中的研究新进展

泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome-system,UPS)是控制蛋白质降解的主要系统,也是细胞基本活动的关键调节器。去泛素化酶(deubiquitinating enzymes,DUBs)是泛素-蛋白酶体系统的组成部分,主要参与调节蛋白质泛素化和去泛素化的动态平衡,对细胞增殖、信号转导、神经病变或肿瘤发生意义重大。不同的DUBs在乳腺癌中的作用不同,最新发现去泛素化酶BAP1、OTUD3、ATXN3L主要调节乳腺癌细胞增殖,某些DUBs小分子抑制剂可以间接诱导三阴性乳腺癌细胞凋亡。本文主要综述这三个DUBs及去泛素化酶抑制剂在乳腺癌中的研究新进展,为寻找新型的乳腺癌分子靶向药物提供理论依据。     

综述: 组蛋白变体的染色质组装

真核细胞的染色质组装是组蛋白和DNA有序地形成核小体和染色质的过程．通过调节DNA的开放或折叠状态,染色质组装不但影响遗传信息的编码和存储,也决定了遗传信息的提取和解读．作为染色质组装的重要调控因子,组蛋白变体和组蛋白伴侣在与DNA相关的生命活动进程中发挥着至关重要的作用．本文综述了组蛋白变体H2A.Z以及CENP-A进行染色质组装的研究进展,并着重讨论了组蛋白变体和组蛋白伴侣在染色质组装中的重要作用．     

泛素化/去泛素化系统的生物化学和生物学功能

泛素是生物体内一种非常重要的小分子蛋白,在多种信号通路中都起重要的调节作用。该文对近两三年国际上对泛素化/去泛素化系统的研究进展做了简单的概述,并对未来的发展方向进行了预测。     

去泛素化酶与肿瘤

泛素化修饰(ubiquitination modification)广泛存在于真核生物,通过26S蛋白酶体降解途径或信号传递等,改变蛋白质稳定性、定位和活性等功能,参与细胞的周期、转录、炎症、肿瘤和免疫等各项功能,是一类复杂的动态调控系统.泛素化调节是一个可逆过程,被泛素连接酶(ubiquitin ligase,E3)...     

综述: 表观遗传之染色质重塑

真核细胞中的染色质重塑因子种类繁多,多数以蛋白多聚体的形式存在于细胞中．不同的染色质重塑因子在特定时间定位于特定的核小体上,通过改变染色质结构,影响基因转录活性,进而确保细胞内各种生物学过程的正确运行．另外,染色质重塑因子根据所含功能结构域的不同,大致分为SWI/SNF、ISWI、CHD和INO80四大家族,不同的染色质重塑因子之间既有蛋白质结构和酶活性的相似性,各自又有其特异性．本综述的宗旨在于全面概括和总结染色质重塑因子的分类、结构特点以及其在细胞内的生物学功能,为深入研究染色质重塑因子的生物学功能,尤其是在发育和疾病发生中的作用机制提供理论基础．     

线性泛素化研究进展

线性泛素化是一种新型泛素化修饰方式,不同于赖氨酸介导的多聚泛素化,其主要通过泛素分子的首尾相连对蛋白质进行翻译后修饰,以线性泛素化复合体(LUBAC)作为E3连接酶,参与细胞的抗凋亡、抗病毒作用,以及炎症反应等细胞生命活动.该文主要介绍了线性泛素化的组成、对蛋白质进行修饰的主要方式,其参与调控的体内生理活动信号通路,并...     

组蛋白去乙酰化酶SIR2与染色质沉默

DNA的大部分区域通过包装成特殊的染色质结构而失去活性称为染色质沉默。这些特殊的染色质结构在维持染色体结构稳定和基因调控中起重要作用。有实验表明,沉默染色质的组蛋白H3和H4的的氨基末端尾部相对于基因组的其他区域是低乙酰化的。组蛋白去乙酰化酶SIR2（silent information regulator2）是参与染色质沉默的一种重要的蛋白质。SIR2具有两种相关联的酶活性,组蛋白去乙酰化酶活性和NAD高能骨架的断裂活性,并在酶反应过程中产生一种新的产物氧代乙酰基ADP核糖基（O-acetyl-ADP-ribose）。SIR2的组蛋白去乙酰化酶活性为研究SIR2与沉默染色质的组蛋白低乙酰化状态的关系提供了直接证据。而SIR2的这两种酶活性的关系也表明,组蛋白去乙酰化酶活性不是SIR2惟一的功能。SIR2的NAD水解酶活性和O-acetyl-ADP-ribose的合成过程也可能是染色质沉默机制所必需的。 Abstract:Chromatin silencing is the inactivation of large domains of DNA by packaging them into a specialized inaccessible chromatin structure.This type of inactivation is involved in the regulation of gene expression and is also associated with the chromosome structures required for chromosome maintenance and inheritance.Silent information protein 2(SIR2) is one of the important proteins involved in chromatin silencing.It is clear that SIR2 has two coupled enzymatic activities,histone deacetylation and NAD breakdown activities,and produces a novel compound,O-acetyl-ADP-ribose in the enzymatic reactions.The histone deacetylation activity of SIR2 provides the direct link between SIR2 and the hypoacetylation of silent chromatin.Moreover,the relationship between the NAD cleavage and the deacetylase activity of SIR2 shows that the histone deacetylase activity is not its only crucial function.The breakdown of NAD C-N bond and the synthesis of O-acetyl-ADP-ribose may also be involved in chromatin silencing.     

组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDAIs)对异染色质的作用

组蛋白乙酰化和去乙酰化可调节染色体的多种功能,例如基因表达和染色体分离等。研究发现,组蛋白去乙酰化酶抑制剂(histone deacetylase inhibitors,HDACIs)可诱导分化、生长阻断和肿瘤细胞凋亡,目前HDACIs正作为抗肿瘤药物进行临床试验,在肿瘤治疗中显示出具有较好的应用前景。然而,人们对于HDACIs在生物体内是如何发挥作用以及不同类型细胞为何会有不同的应答途径却关注甚少。本综述通过讨论HDACIs对周期和非周期细胞中组蛋白去乙酰化酶的抑制结果,来阐明组蛋白乙酰化模式的动力学特征,特别是对基因组异染色质的作用。     

Differential Expression of Endogenous Ferritin Genes and Iron Homeostasis Alteration in Transgenic Tobacco Overexpressing Soybean Ferritin Gene

For studying the effects of endogenous ferritin gene expressions (NtFer1, GenBank accession number ay083924; and NtFer2, GenBank accession number ay141105) on the iron homeostasis in transgenic tobacco (Nicotiana tabacum L.) plants expressing soybean (Glycine max Merr) ferritin gene (SoyFer1, GenBank accession number m64337), the transgenic tobacco has been produced by placing soybean ferritin cDNA cassette under the control of the CaMV 35S promoter. The exogenous gene expression was examined by both Northern- and Western-blot analyses. Comparison of endogenous ferritin gene expressions between nontransformant and transgenic tobacco plants showed that the expression of NtFer1 was increased in the leaves of transgenic tobacco plants, whereas the NtFer2 expression was unchanged. The iron concentration in the leaves of transgenic tobacco plants was about 1.5-folds higher than that in nontransformant. Enhanced growth of transgenic tobacco was observed at the early development stages, resulting in plant height and fresh weights significantly greater than those in the nontransformant. These results demonstrated that exogenous ferritin expression induced increased expression of at least one of the endogenous ferritin genes in transgenic tobacco plants by enhancing the ferric chelate reductase activity and iron transport ability of the root, and improved the rate of photosynthesis.     

转铁蛋白基因烟草中内源铁蛋白基因的差异表达及含铁量的变化

铁蛋白是一种由24个亚基组成的高分子贮藏蛋白质,可以储存多达4500个铁原子,在动植物及微生物的新陈代谢中起着非常重要的作用。有研究表明,外源铁蛋白的大量表达可以提高植物储存铁离子的能力。为了明确外源铁蛋白基因转化植物中内源铁蛋白基因差异表达与植物含铁量的关系,本研究在成功获得2个烟草铁蛋白基因的全长cDNA克隆NtFerl（登录号：ay083924）和NtFer2（登录号：ay141105）的基础上,以烟草品种SR-1（Nicotiana tabacum cv．Petit Havana SR-1）为受体,培育了转铁蛋白基因烟草。将双元载体pBI121中的GUS基因用来自大豆的铁蛋白基因SoyFer1（登录号：m64337）置换,利用农杆菌介导法转化烟草叶盘,获得在CaMV35S启动子驱动表达的大豆铁蛋白基因转化烟草植株。Northern杂交和Western杂交分析表明外源铁蛋白基因在转基因烟草中得到了正确表达。比较转基因烟草和非转基因烟草的内源铁蛋白基因表达强度、叶片铁含量、根系铁还原酶活性、株高和鲜重表明,外源铁蛋白基因不但促进了NtFer1的表达,提高转基因植株的储存铁的能力和根系铁还原酶活性,而且促进植株的生长速度。以上结果说明,外源铁蛋白基因转化烟草中内源铁蛋白基因的表达、铁离子的还原吸收及光和作用都得到了进一步的提高。     

The Histone H2A Deubiquitinase USP16 Interacts with HERC2 and Fine-tunes Cellular Response to DNA Damage

Histone ubiquitination at DNA double strand breaks facilitates the recruitment of downstream repair proteins; however, how the ubiquitination is dynamically regulated during repair and terminated after repair is not well understood. Here we report that the histone H2A deubiquitinase USP16 interacts with HERC2, fine-tunes the ubiquitin signal during repair, and importantly, is required for terminating the ubiquitination signal after repair. HERC2 interacts with the coiled-coil domain of USP16 through its C-terminal HECT domain. HERC2 knockdown affects the levels of ubiquitinated H2A through the action of USP16. In response to DNA damage, USP16 levels increase, and this increase is dependent on HERC2. Increased USP16 serves as a negative regulator for DNA damage-induced ubiquitin foci formation and affects downstream factor recruitment and DNA damage response. The functional significance of USP16 is further manifested in human Down syndrome patient cells, which contain three copies of USP16 genes and have altered cellular response to DNA damage. Finally, we demonstrated that USP16 could deubiquitinate both H2A Lys-119 and H2A Lys-15 ubiquitination in vitro. Therefore, this study identifies USP16 as a critical regulator of DNA damage response and H2A Lys-15 ubiquitination as a potential target of USP16.     

辅调节因子在核受体基因表达调控中的作用

核受体 ( nuclear receptor)在增强或抑制基因转录时 ,需借助于诸多辅调节因子的协同作用 ,使调节更为精细、有效及特异 .辅调节因子 ( coregulator)可区分为辅激活因子 ( coactivator)和辅抑制因子 ( corepressor)两大类 ,均具有多种功能各异的蛋白质因子 ,分别汇聚于核受体上构成不同复合体 .它们的主要作用机理是 :( 1 )促使核小体中的组蛋白乙酰基化 ,导致与 DNA的结合松散 ;或脱乙酰基 ,而使组蛋白与 DNA的结合回复紧密状态 ,从而创造一个有利于转录或封闭转录的局部环境 ;( 2 )作用于通用转录因子及 RNA聚合酶 ,以激活转录或抑制转录 .     

人白介素－3基因表达调节的研究

报导了ｈ－ＩＬ－３基因表达调节研究的结果：（１）人静止的外周血淋巴细胞几乎不表达ＩＬ－３ｍＲＮＡ,但受丝裂原ＰＨＡ的刺激后则诱导ＩＬ－３ｍＲＮＡ表达,ＴＰＡ与ＰＨＡ联合处理,使ＩＬ－３ｍＲＮＡ的蓄积进一步增加,但ＴＰＡ单独不足以诱导ＩＬ－３ｍＲＮＡ蓄积;（２）Ａ２３１８７／ＴＰＡ能代替ＰＨＡ／ＴＰＡ的刺激,并直接诱导ＩＬ－３ｍＲＮＡ表达;（３）ＴＲＥＯＤＮ处理则显著抑制ＰＨＡ／ＴＰＡ诱导的ＩＬ－３ｍＲＮＡ表达。这些结果揭示：ｈ－ＩＬ－３基因的表达在转录及转录后水平被调节,而且是可诱导的,诱导ｈ－ＩＬ－３基因表达、需要Ｃａ２＋依赖及ＰＫＣ依赖的两个信息转导系统,Ｆｏｓ蛋白是反式激活ＩＬ－３基因表达的转录因子,ＰＫＣ依赖的转导系统,可能与ＩＬ－３ｍＲＮＡ的稳定性有关。