组蛋白乙酰转移酶PCAF在原核细胞的表达及其生物学活性检测

p300/CBP相关因子（p300/CBPassociated factor,PCAF）是真核细胞内一种重要的组蛋白乙酰转移酶,它主要通过催化核心组蛋白的乙酰化,促进特定基因的转录,参与细胞内多种生物学过程。国内目前尚没有制备出具有生物学活性的组蛋白乙酰转移酶PCAF的报道。为此, PCAF全长cDNA被克隆入原核表达载体pGEX-5X-1,通过对诱导条件进行优化,实现了PCAF在大肠杆菌BL21（DE3）菌株中的高效可溶性表达并进行了亲和纯化。利用体外乙酰转移酶活性分析实验,检测到所表达的GST-PCAF融合蛋白能够使组蛋白H3发生乙酰化。这种具有生物学活性的PCAF蛋白的成功制备为进一步研究PCAF的转录调控功能以及它与其它蛋白间的相互作用奠定了基础。     

组蛋白乙酰转移酶PCAF通过与PML蛋白的作用而定位于细胞核ND10结构

PCAF(P300/CBP associated factor,P300/CBP相关因子)是一种重要的组蛋白乙酰转移酶,主要通过使核小体组蛋白发生乙酰化而参与基因转录的调控。P300/CBP是一种能够与PCAF相互作用的宿主细胞蛋白,定位于细胞核ND10结构(nuclear dot10)。ND10是由70余种蛋白质分子组成的、以分散的斑点或团块样方式存在于细胞核内的大分子复合物,与基因转录调控过程有着密切关系。早幼粒细胞白血病蛋白(promyelocytic leukemia protein,PML)是ND10的主要组成成分,对于维持ND10的正常结构与功能至关重要。在成功构建pGBK-PML3、pGAD-PCAF、pGEX-PCAF、pFlag-PCAF和pcDNA-PML3重组质粒的基础上,用酵母双杂交证明PCAF与PML3之间存在着相互作用;用GST-pull down技术证明GST-PCAF能够将PML3蛋白捕获并沉降下来,表明在体外条件下两者之间存在直接的相互作用;用免疫共沉淀和荧光共定位证明在体内PCAF能够与PML发生直接的相互作用而定位于ND10。这些结果为进一步深入研究PCAF的生物学功能和作用模式奠定了基础。     

组蛋白修饰酶对基因转录的调控

基因在转录过程中,需招募多种组蛋白修饰酶来对组蛋白进行化学修饰,这些化学修饰包括:组蛋白的甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化和SUMO化等.大多数组蛋白修饰酶能与不同的转录因子形成复合物,并引起组蛋白和DNA之间相互作用的改变,从而调控基因的转录.本文总结了各种组蛋白修饰酶复合物的组成、结构及功能方面的研究进展.     

SUMO在转录中的抑制作用

许多调控基因转录的重要蛋白质能被SUMO (small ubiquitin-related modifier)化修饰,这些蛋白质包括转录因子,转录辅助因子和染色质修饰酶.SUMO化修饰对底物蛋白的活性产生影响,在大多数情况下,与转录活性的抑制有关.最近,对SUMO化调控转录的机制有了新的认识,认为SUMO化的一个重要作用是促进转录因子与转录抑制因子之间的相互作用.另一方面,已经发现转录共抑制因子HDAC (组蛋白去乙酰化酶)可以作为SUMO化的底物、效应因子和调控因子,说明乙酰化和SUMO化之间复杂的相互作用对基因转录调控起着非常重要的作用.     

综述: H2A-H2B类型组蛋白及其伴侣蛋白的研究进展

染色质是真核细胞中遗传物质DNA的载体,染色质结构动态变化与DNA复制、转录、重组、修复等重要生物学事件密切相关.组蛋白是染色质结构的基本组成元件之一,组蛋白变体和组蛋白修饰是两类基本的染色质结构调控因子.在构成核小体的四种核心组蛋白(H2A、H2B、H3、H4)当中,H2A拥有最多的变体类型并在染色质结构调控中发挥重要作用.H2A组蛋白伴侣对H2A组蛋白及其变体的特异识别对于后者的折叠、修饰、传递、转运、组装、移除等生物学功能至关重要.本文着重探讨了组蛋白伴侣特异识别H2A组蛋白的分子机理,二者调控染色质结构的作用机制以及相应的生物学意义.     

重组p300组蛋白乙酰转移酶结构域的表达及应用

组蛋白乙酰化修饰是基因起始转录的关键步骤. p300等组蛋白乙酰转移酶（HATs）催化组蛋白和非组蛋白的乙酰化. HATs具有多种细胞功能,而且乙酰化对底物蛋白的功能改变也具有重要功能. 组蛋白乙酰转移酶p300可乙酰化多种细胞内蛋白,某些病毒蛋白与p300有相互作用并促进病毒复制. 因此, p300是细胞内具有广泛功能的转录激活因子. 组蛋白乙酰转移酶结构域（HAT区）是p300乙酰化酶活性的最小中心功能域,在p300乙酰化底物中具有重要功能. 本文重组表达了对应p300 HAT区的GST-p300 HAT蛋白,对其乙酰化酶的活性进行检测. 结果证实,p300 HAT蛋白在体外可高效乙酰化组蛋白H3. 随后,对体外乙酰化反应的条件进行优化. 总之,本文构建了一种简单高效、非放射性体外乙酰化体系,适用于对潜在底物蛋白的乙酰化水平和机制进行分析,以及乙酰化蛋白的相关功能的研究.     

组蛋白乙酰化与癌症

由于组蛋白被修饰所引起的染色质结构的改变,在真核生物基因表达调控中发挥着重要的作用,这些修饰主要包括甲基化、乙酰化、磷酸化和泛素化等,其中组蛋白乙酰化尤为重要.组蛋白乙酰转移酶（HAT）和组蛋白去乙酰化酶（HDAC）参与决定组蛋白乙酰化状态.HAT通常作为多亚基辅激活物复合体的一部分,催化组蛋白乙酰化,导致染色质结构的松散、激活转录;而HDAC是多亚基辅抑制物复合体的一部分,使组蛋白去乙酰化,导致染色质集缩,并抑制基因的转录. 编码这些酶的基因染色体易位易于导致急性白血病的发生.另一方面,已经确定了一些乙酰化修饰酶的基因在染色体上的位置,它们尤其倾向定位于染色体的断裂处.综述了HAT和HDAC参与的组蛋白乙酰化与癌症发生之间关系的最新进展,以期进一步阐明组蛋白乙酰化修饰酶的生物学功能以及它们在癌症发生过程中的作用.     

组蛋白乙酰化／去乙酰化作用与真核基因转录调控

核小体组蛋白的翻译后修饰是真核基因转录调控中的关键步骤。对于组蛋白的这类修饰方式 ,近年来研究最为活跃的是组蛋白Ｎ末端区域保守的Ｌｙｓ上ε ＮＨ 3 的乙酰化作用。随着各种组蛋白乙酰化酶 /去乙酰化酶被克隆、鉴定 ,组蛋白乙酰化 /去乙酰化作用与真核基因转录调控之间的关系也开始逐步得以阐明。1 .真核转录相关的组蛋白乙酰化酶和组蛋白去乙酰化酶1 .1　组蛋白乙酰化酶 (ｈｉｓｔｏｎｅａｃｅｔｙｌｔｒａｎｓ ｆｅｒａｓｅ ,ＨＡＴ)　　核小体组蛋白中Ｎ末端区域上保守的Ｌｙｓ的乙酰化是染色质具有转录活性的标志之一。在组蛋白…     

组蛋白修饰与基因调控

基因表达是一个受多因素调控的复杂过程,组蛋白是染色体基本结构－核小体中的重要组成部分,其N－末端氨基酸残基可发生乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、多聚ADP糖基化等多种共价修饰作用,组蛋白的修饰可通过影响组蛋白与DNA双链的亲性,从而改变染色质的疏松或凝集状态,或通过影响其它转录因子与结构基因启动子的亲和性来发挥基因调控作用,组蛋白修饰对基因表达的调控有类似DNA遗传密码的调控作用。     

组蛋白脱乙酰化研究进展

组蛋白脱乙酰化研究进展陈坚傅继梁（第二军医大学医学分子遗传学开放实验室,上海２００４３３）关键词组蛋白脱乙酰化转录调控在真核细胞中,基因是与染色体蛋白,尤其是与组蛋白结合在一起的。因此,基因表达的中心问题之一是ＲＮＡ聚合酶和其他转录因子如何接近紧密包...     

Histone acetyltransferase p300/CBP‐associated factor is an effective suppressor of secretory immunoglobulin synthesis in immature B cells

The histone acetyltransferase p300/CBP‐associated factor (PCAF) catalyzes acetylation of core histones and plays important roles in epigenetics by altering the chromatin structure in vertebrates. In this study, PCAF‐deficient DT40 mutants were analyzed and it was found that PCAF participates in regulation of secretory IgM heavy chain (H‐chain) synthesis. Remarkably, PCAF‐deficiency causes an increase in the amount of secretory IgM H‐chain mRNA, but not in that of IgM light chain and membrane‐bound IgM H‐chain mRNAs, resulting in dramatic up‐regulation of the amount of secretory IgM protein. These findings suggest that PCAF regulates soluble antibody production and is thus an effective suppressor of secretory IgM H‐chain synthesis.     

CREB-binding protein/p300 activates MyoD by acetylation

The myogenic protein MyoD requires two nuclear histone acetyltransferases, CREB-binding protein (CBP)/p300 and PCAF, to transactivate muscle promoters. MyoD is acetylated by PCAF in vitro, which seems to increase its affinity for DNA. We here show that MyoD is constitutively acetylated in muscle cells. In vitro, MyoD is acetylated both by CBP/p300 and by PCAF on two lysines located at the boundary of the DNA binding domain. MyoD acetylation by CBP/p300 (as well as by PCAF) increases its activity on a muscle-specific promoter, as assessed by microinjection experiments. MyoD mutants that cannot be acetylated in vitro are not activated in the functional assay. Our results provide direct evidence that MyoD acetylation functionally activates the protein and show that both PCAF and CBP/p300 are candidate enzymes for MyoD acetylation in vivo.