组蛋白去乙酰化酶（HDACs）在红细胞发育中的作用

发布时间：2020-04-15 06:24

【摘要】：组蛋白去乙酰化酶（Histone Deacetylases，HDACs）是一种蛋白修饰酶，可以从乙酰化的底物的赖氨酸上移除乙酰基，与另外一个向底物赖氨酸上添加乙酰基的蛋白家族-组蛋白乙酰基转移酶（Histone Acetyl-transferase，HAT）保持细胞内功能蛋白和组蛋白的乙酰化程度，从而通过它们调节细胞的周期，增殖和分化。GATA-1转录因子，具有DNA的WGATAR识别结构域，可以结合到DNA上，在血细胞的发育初期中发现GATA1的表达量逐渐升高并代替GATA2结合到靶基因上游的启动子和增强子区域的GATA结合位点上，通过与其招募的蛋白或复合物的活性不同，调节GATA1靶基因的表达，从而在血细胞发育的初期发挥重要作用。 GATA-1敲除的小鼠被证明在E10.5到E11.5天的时候死于贫血性白血病，进一步证明GATA1在血液形成中的重要作用。FOG1（Friend of GATA1），作为GATA1正向调节的靶蛋白，其敲除的小鼠与GATA1敲除的小鼠表型相似。FOG1具有与GATA1直接结合的锌指结构，文献报道包含HDAC1和HDAC2的NuRD复合物可以通过与FOG-1的直接作用而与GATA-1间接相互作用，但是目前还不清楚为什么作为转录抑制复合物的NuRD一直存在于无论是GATA1激活或是GATA1抑制的靶基因调控区域。本论文通过实验证明HDAC1可以和GATA-1直接相互作用，而GATA-1与HDAC1的作用以及HDAC1的乙酰化修饰在血细胞的发育过程中，对GATA-1的靶基因的表达有重要的调控作用，即GATA-1与HDAC1的作用对GATA-1调节的靶基因有抑制作用，而这种抑制作用可以在HDAC1乙酰化的情况下转变为激活作用。本论文阐明了HDAC1作为一种普遍认为是转录抑制因子的蛋白，在其被乙酰化后失去其去乙酰化活性，进而可以转变成转录激活因子，并在多个血细胞的分化模型上证明了这个理论。同时HDAC6作为一种可以同时存在于细胞质和细胞核中的去乙酰化酶，其在血细胞的终末发育成熟阶段也起到了重要的调节作用，本论文研究发现HDAC6knock down的血细胞系MEL，在其终末发育的排出细胞核阶段有一定缺陷，表现为细胞核不能完全排除，从而导致完全发育成熟的红细胞数量明显降低。
【图文】：

5. Chromatin Immunoprecipitation 实验方法示意图。ChIP 实验中，在我们在收集不同方法处理的细胞后，crosslink 处理稳与 DNA 的结合，然后超声破碎染色体成为 DNA 片段，使其大小0-500bp， 然后使用待检测蛋白的抗体免疫沉淀那些已经被 crosslink 固A 上转录因子及其调控因子，再 reverse crosslink 去除免疫沉淀中沉淀蛋白，只保留与相应蛋白作用的 DNA 片段，，沉淀 DNA 片段并洗涤之后些免疫沉淀得到的 DNA 为模板，使用特定区域的引物进行 PCR，依据特异性PCR 产物的多少来判断此 PCR 涵盖 DNA区域与多少免疫沉淀中特异性抗体对应的蛋白相互作用。PCR 产物越多，说明免疫沉淀里得A 模板越多，即有越多的特异性转录因子蛋白结合在此区域。

1HDACl及其突变体蛋白的结构区域示意图
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R3411

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本文编号：2628241