酵母Hif1与组蛋白H2A-H2B及H3-H4相互作用的研究与酵母tRNA甲基转移酶结构研究

发布时间：2017-12-21 03:09

  本文关键词：酵母Hif1与组蛋白H2A-H2B及H3-H4相互作用的研究与酵母tRNA甲基转移酶结构研究　出处：《中国科学技术大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：在真核细胞中,染色质是遗传物质的载体。DNA缠绕在核心组蛋白上,继而进一步折叠形成更高级染色质形式。染色质的基本单元为147bp的DNA缠绕H3、H4、H2A、H2B组成的组蛋白八聚体而形成的核小体。组蛋白分子伴侣在调控组蛋白转录后修饰以及核小体组装与去组装过程中发挥着重要的作用。Hifl首先是在组蛋白乙酰转移酶HAT-B复合物中发现的。HAT-B复合物包含三个组分：Hat1, Hat2和Hifl,其中HAT1发挥乙酰化酶活的作用；HAT2辅助HAT1发挥酶活；而Hifl对酶活并没有作用,但是Hifl作为分子伴侣与H3-H4结合。当删除Hifl基因时,会对端粒沉默,DNA双链损伤修复产生影响。然而关于Hifl与组蛋白到底是如何相互作用,还没有相关报道。我们解析了Hifl和H2A-H2B二聚体复合物的结构。从结构中我们可以看到两个Hifl分子通过两个明显不同的结合模式结合一个H2A-H2B二聚体,其中一个为TPR extended binding,另一个为nucleosomal DNA competitive binding,将结合面上的氨基酸残基都突变,则Hif1与H2A-H2B的结合能力明显下降。通过研究发现Hif1与H3-H4和H2A-H2B都能够结合,但是与H2A-H2B只能在低盐条件下结合,当盐离子浓度增加的400mM时,结合能力就完全丧失了,与H3-H4结合却能耐受1M的高盐。通过ITC实验发现Hif1与H2A-H2B的滴定曲线与two sets模式符合较好,而与H3-H4的结合模式则是one set模式,这说明Hifl与H2A-H2B,H3-H4的结合机制是明显不同的。Hifl中间有一段acid loop区域,这段区域将TPR结构串联起来,通过进一步研究发现这部分区域对H2A-H2B和H3-H4的结合都发挥作用。当Hifl与H3-H4结合时会引起acid loop区域构象的改变,从而导致H2A-H2B从结合的Hifl的状态中释放出来。酿酒酵母Hifl蛋白与人源NASP蛋白,裂殖酵母Sim3蛋白都属于SHNi-TPR家族,通过实验发现NASP蛋白也与组蛋白结合,且与Hifl与组蛋白结合的现象相似,因此我们推测SHNi-TPR家族蛋白在结构上可能非常相似,参与到核小体的组装与去组装过程中。由于Hifl是HAT-B复合物的组分,我们通过实验发现Hifl与Hat2有着直接的相互作用,但是与Hat1没有直接相互作用。但是Hifl到底与Hat1和Hat2如何相互作用,还需要进一步探究。酿酒酵母tRNA (m1A58)甲基转移酶(ScTRM6-TRM61)催化S-腺苷-L-甲硫氨酸(S-adenosyl-L-methionine, SAM)中的甲基转移至tRNA中的58位腺嘌呤上。这种甲基转移酶在古细菌,原核,真核生物中都普遍存在,在古细菌和原核生物中都是单体或者同多聚体的形式存在,每个单体同时具有SAM结合域和tRNA结合域。但是在真核生物中,是由2个亚基在一起(TRM6和TRM61)形成异二聚体,其中一个亚基TRM61发挥酶活,另一个亚基TRM6结合tRNA。我们解析了酵母tRNA (m1A58)甲基转移酶(ScTRM6-TRM61)的结构,通过结构比较发现TRM61与原核蛋白的结构比较相似,其中酶活中心也是高度保守的。人源的tRNA (m1A58)甲基转移酶与tRNA复合物的结构已经解析,通过结构的比较发现,两个结构还是存在一定差异的,这为我们进一步解释tRNA(m1A58)甲基转移酶是如何发挥酶活机制提供理论支持。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q75
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本文编号：1314442