甲基化表观遗传学PPT

（二）真核生物的DNA甲基转移酶 真核生物的 甲基转移酶
1. 哺乳动物 DNMT1,DNMT3A,DNMT3B,DNMT3L, 哺乳动物: DNMT2 2. 拟南芥：DRM2, MET1，DNMT2, CMT3 拟南芥： ， 3. 粗糙脉孢菌 粗糙脉孢菌(Neurospora crassa): DIM2,dim-5, RID
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去甲基化
1. 5-甲基胞嘧啶去甲基化酶将 甲基胞嘧啶水 甲基胞嘧啶去甲基化酶将5-甲基胞嘧啶水 甲基胞嘧啶去甲基化酶将 解成胞嘧啶和水
2. 5-甲基胞嘧啶 甲基胞嘧啶/DNA糖基化酶将 甲基胞嘧 糖基化酶将5-甲基胞嘧 甲基胞嘧啶 糖基化酶将 啶从磷酸二脂键骨架中切除， 啶从磷酸二脂键骨架中切除，然后通过内切酶修 复
DNA甲 甲
———•ç遗传学 •ç 观遗传学 观
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主要内容
DNA的甲基化 的甲基化 真核生物的DNA甲基转移酶 甲基转移酶 真核生物的 DNA的去甲基化 的去甲基化 DNA甲基转移酶的抑制剂 甲基转移酶的抑制剂
（一）DNA的甲基化 的甲基化
1. DNA甲基化：在DNA甲基转移酶 (DNAmethyltransferase,DNMTs) 的作用下，将一 个甲基添加的胞嘧啶的5’-碳分子上，形成5-甲基 化胞嘧啶(5-methylcytosine) 2.胞嘧啶甲基化后产生5-甲基化胞嘧啶能够自发 的脱氨基形成胸腺嘧啶(Thymine)：5mC -> T 3. 哺乳动物中，~1%的DNA碱基能够发生甲基化修 饰 4. DNA甲基化的分布： (1)转座子 (2) 逆转录病毒衍生的重复序列 (3) 大多数功能基因的编码区
4.DNA甲基化的作用机制 甲基化的作用机制
直接干扰机制 间接机制
（1）The methyl-CpGbinding Proteins MeCP1 ） and MeCP2能够与甲基化的 能够与甲基化的DNA结合 能够与甲基化的 结合 能够招募Sin3a,HDACs，形成复合物，阻 （2）MeCP2能够招募 ） 能够招募 ，形成复合物， 遏转录
DNA甲基转移酶的功能 甲基转移酶的功能
（三）DNA的去甲基化 的去甲基化
1. DNA去甲基化 去甲基化(DNA demethylation): 5甲基胞嘧 去甲基化 甲基胞嘧 啶(5mC) 替代成胞嘧啶的过程 2. 两种方式 (1) 主动去甲基化 主动去甲基化(Active DNA demethylation) A. Bona fide demethylation B. Indirect demethylation (2) 复制相关的去甲基化 复制相关的去甲基化(Replication-coupled DNA Demethylation） ）
（a） EGCG: 绿茶中的聚苯复合物 ） 小分子，阻遏Dnmt的活性中心 （b）RG108: 小分子，阻遏 ） 的活性中心 (c) 4-amino-benzoic acid衍生： 衍生： 衍生 Procainamide (d) Psammaplins (e) 寡聚核苷酸：MG98 寡聚核苷酸：
抑制剂的抑制机理（如图） 抑制剂的抑制机理（如图）
度甲基化的部分DNA序列被大的非甲基化DNA序列所分隔 开
4.难以被DNA修复系统所识别： CG→TG是可遗传的
2.DNA的甲基化的过程 的甲基化的过程
3.DNA甲基化的检测 甲基化的检测
1.传统实验方法 Methylation-sensitive restriction enzymes Methylation-specific enzyme McrBC 2.现代方法 MeDIP: methylated DNA immunoprecipitation assay MBD：methylation binding domain 3.DNA甲基化位点的确定：Bisulfite genomic sequencing
（四）DNA甲基转移酶抑制剂 甲基转移酶抑制剂
1. 核苷类 核苷类DNA甲基转移酶抑制剂 甲基转移酶抑制剂 2. 非核苷类DNA甲基转移酶抑制剂 甲基转移酶抑制剂 非核苷类
核苷类DNA甲基转移酶抑制剂 甲基转移酶抑制剂 核苷类
1. 5-azacytidine: 第一个发现的甲基化抑制剂 。有细胞毒性，低剂量能够治疗白血病 2. 5-aza-2’-deoxycytidine: 诱导细胞增生的 停止 3. Zebularine：5-azacytidine的衍生物 4. FCDR：5-Fluoro-2'-deoxycytidine 5. 作用机理：在体内通过代谢形成三磷酸脱氧核 苷，在DNA复制过程中代替胞嘧啶，与Dnmts具 有很强的结合力(suicide substrates
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1.DNA的甲基化 的甲基化 1. DNA甲基化的模式：
(1) 线虫：无甲基化的胞嘧啶 (2) 果蝇：极少量的甲基化胞嘧啶，识别模式CpT (主要) vs. CpG (极少) (3) 哺乳动物：CpG (~70%)或者CpNpG
2.CpG– Cytosine phosphate Guanine 3. 镶嵌的甲基化(mosaic methylation): 基因组中，高