组蛋白去甲基化酶LSD1及其生物学功能

赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1(Lysine specific demethylase 1, LSD1) 的发现, 表明组蛋白的甲基化修饰是一个动态可调节的过程。结构分析显示, LSD1 是一个黄素腺嘌呤二核苷酸(Flavin adenine dinulcleotide, FAD) 依赖性胺氧化酶, 它能够特异性脱去单甲基化和二甲基化组蛋白H3第4位赖氨酸(H3K4) 和H3K9 位点上的甲基基团。功能研究显示, LSD1 定位于细胞核内, 调控着基因转录的激活和抑制, 被誉为细胞深处的基因“开关”, 在胚胎发育和肿瘤发生过程中起着重要的作用。文章主要综述了LSD1 的结构、作用机制及其调控作用研究的新进展。     

组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶1A在肿瘤发生发展中的作用

组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶1A (Histone lysine-specific demethylase 1A,KDM1A)作为组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶(Histonelysine-specificdemethylase)家族的一员,在信号传导、染色体重构、胚胎发育、造血和糖脂代谢等生物学过程中起着重要的作用。近年来的研究及临床证据表明,KDM1A的表达与肿瘤的发生发展密不可分,通过与不同的复合物结合并介导不同的下游信号通路,对多种肿瘤的生长增殖起着关键的调节作用,例如前列腺癌、乳腺癌、肺癌和肝癌等。在大多数情况下,KDM1A在肿瘤的发生发展中扮演着促癌基因角色。文中结合近年来有关文献,阐述了KDM1A在多种肿瘤发生及发展中的研究进展,总结了其作用机制,并对以KDM1A为靶点的抑癌治疗的应用前景进行了展望。     

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。     

组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶1 抑制剂的研究进展

组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶1（LSD1）能够催化氧化去除组蛋白H3K4 和H3K9 的单、双甲基,该酶在多种恶性肿瘤组织 中高度表达,与肿瘤的发生发展密切相关,是一个新兴的肿瘤治疗靶标。综述LSD1 的结构、催化机制以及近年来LSD1 抑制剂的研究进展。     

组蛋白去甲基化酶研究进展

组蛋白甲基化是一种重要的表观遗传修饰方式,2004年组蛋白去甲基化酶的发现使人们认识到组蛋白的甲基化也是一个可逆的修饰过程,并由此掀起了人们对组蛋白去甲基化研究的热潮。该文主要从近年来研究人员在组蛋白去甲基化酶的鉴定、组蛋白去甲基化酶的功能研究等方面取得的进展进行阐述,并就该方面的研究进行展望。     

组蛋白去甲基化酶JMJD 及其抑制剂的研究进展

组蛋白去甲基化酶JMJD 家族可通过催化去除组蛋白N 末端赖氨酸残基上甲基,参与表观遗传调控,包括基因表达调控,并与某些疾病,特别是癌症密切相关。因此,该酶已成为令人关注的癌症治疗新靶点,其抑制剂也成为药物研究与开发的热点。综述JMJD 与肿瘤的关联、JMJD 的结构和催化机制及其抑制剂的研究进展。     

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。     

组蛋白去甲基化酶JMJD1A

组蛋白翻译后修饰可影响特定基因的表达,从而在多个生理过程中发挥重要作用,是当前生命科学领域的研究热点之一。组蛋白去甲基化酶JMJD1A可催化一甲基化和二甲基化的H3K9(H3K9me1/2)去甲基化,通过解除组蛋白抑制效应而调节基因表达。JMJD1A拥有广泛的生物学功能,参与多种生物学过程包括核受体激活、精子生成、能量代谢、低氧调节和癌症发生等。本文就JMJD1A的特征及功能作一综述。     

组蛋白去甲基化酶KDM3B结构、功能及其相关疾病研究进展

表观遗传学是研究在DNA序列不变的前提下,其他机制异常引起基因表达改变并可遗传的学科。组蛋白甲基化/去甲基化修饰是表观遗传学的重要调控机制之一,是甲基化酶和去甲基化酶动态相互作用的结果,其中H3K9的甲基化和去甲基化是近年来研究最深入的组蛋白修饰之一。组蛋白去甲基化酶KDM3B包含一个JmjC结构域,并具有固有的H3K9去甲基化活性,能够特异性去除H3K9me1/2甲基化修饰,调控基因转录、DNA损伤修复,参与细胞增殖、细胞凋亡、干细胞干性维持、肿瘤和遗传病发生发展等。该文就组蛋白去甲基化酶KDM3B的结构、作用机制、生物学功能及其成为一个临床研究和治疗的潜在药理学靶点的可能性作一综述。     

组蛋白去甲基化酶与肿瘤发生

组蛋白甲基化修饰是一个可逆的动态的调节过程。甲基化和/或去甲基化状态与表观遗传、转录调控和维持基因组完整性等密切相关。组蛋白甲基化状态异常会直接或间接影响各种生理和病理过程。已知组蛋白去甲基化酶包括赖氨酸特异性去甲基化酶（LSD）家族和含JmjC结构域的JMJD家族。研究发现,两者与肿瘤的发生均有着密切的关系。本文总结了组蛋白去甲基化酶在组蛋白甲基化修饰及肿瘤研究方面的最新进展,为组蛋白修饰的功能及肿瘤诊断、治疗、预后监测等研究提供新思路。在胃癌、乳腺癌、结肠癌等常见肿瘤中,组蛋白去甲基化酶可改变组蛋白的甲基化水平或者直接作用于癌基因,也可调节microRNA或转录因子等,促进或抑制肿瘤的发生发展与影响肿瘤的预后。     

Mechanism of Crosstalk between the LSD1 Demethylase and HDAC1 Deacetylase in the CoREST Complex

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Identification of selective and reversible LSD1 inhibitors with anti-metastasis activity by high-throughput docking

The overexpression of lysine specific demethylase 1 (LSD1) has been reported in various human tumors. There is increasing interest in targeting LSD1 with small molecules for cancer treatment. A released structure of an LSD1 kinase domain in complex with FAD was used to set up a low-cost high-throughput docking protocol for quick identification of LSD1 inhibitors. The most promising hit L05 was confirmed to be a potent, selective and reversible LSD1 inhibitor and displayed marked inhibition of colorectal cells migration without significant cytotoxicity.     

Optimization of 5-arylidene barbiturates as potent,selective, reversible LSD1 inhibitors for the treatment of acute promyelocytic leukemia

Histone lysine specific demethylase 1 (LSD1) is overexpressed in diverse hematologic disorders and recognized as a promising target for blood medicines. In this study, molecular docking-based virtual screening united with bioevaluation was utilized to identify novel skeleton of 5-arylidene barbiturate as small-molecule inhibitors of LSD1. Among the synthesized derivatives, 12a exhibited reversible and potent inhibition (IC₅₀?=?0.41?μM) and high selectivity over the MAO-A and MAO-B. Notably, 12a strongly induced differentiation effect on acute promyelocytic leukemia NB4 cell line and distinctly escalated the methylation level on histone 3 lysine 4 (H3K4). Our findings indicate that 5-arylidene barbiturate may represent a new skeleton of LSD1 inhibitors and 12a deserve as a promising agent for the further research.