GATAD2A：CARM1的新型非组蛋白甲基化底物

发布时间：2020-06-09 07:02

【摘要】：甲基化修饰是最常见的翻译后修饰(Posttranslational modification,PTM)方式之一,包括精氨酸甲基化和赖氨酸甲基化等。精氨酸甲基转移酶4(Protein Arginine Methyltransferase 4,PRMT4)又被称为共激活因子相关的精氨酸甲基转移酶 1(Coactivitor-associated arginine methyltransferase 1,CARM1),是精氨酸甲基转移酶(Proteinargininemethyltransferase,PRMT)家族中的I型蛋白成员,即可催化精氨酸进行单甲基化修饰以及非对称双甲基化修饰。CARM1通过甲基化组蛋白、转录因子、共调控因子、剪接因子以及RNA聚合酶II发挥作用,调控了多种细胞功能,包括细胞周期的推进,mRNA的剪接,以及DNA损伤修复等。课题组的前期研究结果表明精氨酸甲基转移酶CARM1能调控细胞周期的进程。本课题进一步通过亲和纯化质谱分析鉴定到与CARM1功能性互作的染色质重塑 Mi-2/NuRD(Nucleosome Remodeling Deacetylase)复合体。接下来我们运用多种技术研究CARM1和NuRD复合物的相互作用以及生物学功能:通过亲和纯化联合质谱分析找到与CARM1相互作用的蛋白,鉴定出NuRD复合物;通过Biacore和免疫共沉淀实验,证实CARM1与NuRD复合物中的成员HDAC2、MTA1、MBD3、GATAD2A均存在相互作用;通过体外甲基化实验,揭示NuRD复合物中GATAD2A亚基是CARM1的新型非组蛋白甲基化底物;通过亲和纯化联合定量质谱分析,鉴定出GATAD2A的5个精氨酸甲基化位点:R213、R249、R258、R273、R293;利用 CRISPR/Cas9 基因编辑技术构建CARM1敲除稳定细胞株;通过定量质谱,证实敲除CARM1后,GATAD2A甲基化减弱,同时NuRD复合物的正常组装受到干扰;通过流式分析确定NuRD复合体在细胞周期中的重要作用。众所周知,细胞周期的异常与癌症发生发展密切相关,这意味着CARM1与NuRD复合物的相互作用可能在癌症的发生发展中发挥重要的作用。综上所述,本课题阐述了 CARM1影响癌症的发生发展的一种潜在机制,即CARM1通过甲基化GATAD2A,从而影响NuRD复合物的组装,进而影响细胞周期的正常推进。GATAD2A作为CARM1的非组蛋白底物为靶向CARM1的活性小分子的筛选提供了新的思路。这样的小分子将为防治CARM1相关癌症带来新的希望。
【图文】：

成的核小体，另外还有Ｈ１作为连接组蛋白，所有组蛋白都会进行翻译后修饰，逡逑大部分修饰发生在组蛋白尾部：乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、ＡＤＰ－核糖基逡逑化等（图１．２）邋！１９］。组蛋白修饰在转录调控、ＤＮＡ修复、ＤＮＡ复制、可变剪接逡逑和染色体凝集等方面都有非常重要的作用［１９ＰＱＨ２１］。组蛋白甲基化和去甲基化可逡逑以调控ＤＮＡ甲基化酶的稳定性，从而调控ＤＮＡ甲基化水平；另一方面，ＤＮＡ逡逑甲基化也可以指导组蛋白修饰，例如ＤＮＡ甲基化后可以招募ＭｅＣＰ２调节Ｈ３Ｋ９逡逑的甲基化［２２］。逡逑Ｈ１Ｂ逡逑————，逡逑Ｉ逦ｙＷｔｍ逦！邋◎逦价嫩；逡逑—逡逑图１．２组蛋白修饰概览［２３］逡逑发生修饰的氨基酸位置如图所示，其中Ｋ代表赖氨酸，Ｒ代表精氨酸，Ｓ代表丝氨酸，Ｔ代表苏氨酸；逡逑颜色代表修饰类型：绿色代表甲基化修饰，粉色代表乙酰化修饰，，蓝绿色代表磷酸化修饰，米黄色代表泛逡逑素化修饰。逡逑ＡＴＰ依赖的染色体重塑复合物可以根据组成蛋白和生化活性分成不同的家逡逑族，包括ＮｕＲＤ和ＳＷＩ／ＳＮＦ，〗ＳＷＩ，ＩＮＯ８０，邋ＳＷＲ１复合物。其中，ＮｕＲＤ复合体逡逑９逡逑

白－蛋白和蛋白－核酸的相互作用％］，从而影响一系列生物通路，包括基因转录、逡逑ＲＮＡ代谢、ＤＮＡ修复等等［２］［４６］。逡逑在哺乳动物中，有三种不同的精氨酸残基甲基化的形式［４７】（图１．３）。最常见逡逑的是两个甲基共同取代狐基同一个氮原子上的氢原子，这种取代方式的产物被称逡逑为非对称二甲基精l#酸（ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ邋ｄｉｍｅｔｈｙｌａｒｇｉｎｉｎｅ，ＡＤＭＡ）；另一种取代方式逡逑即两个甲基分别取代狐基的两个不同氮原子上的氢原子，被称为对称性二甲基精逡逑１１逡逑
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R91

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本文编号：2704327