Cbx蛋白与甲基化组蛋白H3特异性识别研究

发布时间：2020-04-10 11:36

【摘要】：在真核生物体中,核小体是染色质的基本结构单元。核小体由组蛋白H2A、H2B、H3和H4形成的八聚体和环绕八聚体的DNA组成。组蛋白的修饰(如甲基化、乙酰化等)会改变核小体与DNA以及下游效应蛋白的相互作用,从而造成基因转录的激活或抑制。对于甲基化修饰,根据修饰位点和数目又可以进一步细分:赖氨酸单、二、三甲基化,精氨酸单、对称二以及非对称二甲基化。这些甲基化的修饰由一系列蛋白进行调控,包括甲基化酶、去甲基化酶以及甲基化识别蛋白等。本文以Cbx家族蛋白(包括Cbx2、Cbx3、Cbx5、Cbx6和Cbx7等)为研究对象,利用理论计算方法研究H3组蛋白上Lys-9和Lys-27甲基化的识别机理。在计算部分,我们首先采用丙氨酸扫描和相互作用熵(AS-IE)结合的方法预测结合自由能。以含有三甲基-Lys 9/27的组蛋白肽段为模型,针对7个复合物体系(Cbx3/H3K9me3,Cbx5/H3K9me3,Cbx6/H3K9me3,Cbx7/H3K9me3,Cbx2/H3K27me3,Cbx6/H3K27me3和Cbx7/H3K27me3)进行了单个残基的自由能分解。计算的结果显示计算得到的Cbx家族组蛋白识别甲基化肽段的强弱顺序与已报道的实验结合能力趋势一致。尽管Cbx蛋白家族具有高度保守性,但不同Cbx蛋白在结合偏好方面显示出显着差异,例如Cbx6和Cbx7同时显示出对H3K9me3和H3K27me3的亲和力,Cbx3和Cbx5对H3K9me3有更强的结合力,而Cbx2则倾向于识别H3K27me3。我们根据计算结果,从定量的角度分析了Cbx蛋白家族的识别特异性来源,加深了我们对三甲基化组蛋白-染色质结构域(Cbx蛋白)相互作用的理解。
【图文】：

组蛋白,染色质,尾部,八聚体

华东师范大学硕士学位论文第一章综述1.1 组蛋白概述1.1.1 组蛋白的结构在真核生物体中，染色质是控制真核细胞中遗传物质结构组织的 DNA 和蛋白复合物，DNA 中编码的基因的表达受染色质的活性调节[1]。染色质结构的核心由组蛋白（H2A，H2B，H3 和 H4）形成的八聚体和环绕八聚体的 NDA 组成[23]。它们的功能是将真核 DNA 包装成重复的核小体单元，这些单元折叠成染色质纤维[1, 4-6]（如图 1.1-1[1]）。

组蛋白,甲基化,赖氨酸,转录抑制

图 1.1-2：组蛋白中赖氨酸残基的甲基化。赖氨酸甲基化可以是单，，二三甲基化对于 H3 组蛋白赖氨酸甲基化而言，一般认为 H3K4、H3K36 和 H3K7 有激活基因转录的作用，而 H3K9、H3K27 和 H4K20 则具有转录抑制4-56]。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q75

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