7植供体细胞组蛋白H3乙酰化水平的影响

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曲古抑菌素A对供体细胞组蛋白H3-K9乙酰化水平的影响的开题报告

曲古抑菌素A对供体细胞组蛋白H3-K9乙酰化水平的影响
的开题报告
题目：曲古抑菌素A对供体细胞组蛋白H3-K9乙酰化水平的影响
研究背景和意义：
组蛋白H3-K9的乙酰化是染色质结构的关键调控因子，它能够调控染色质的开放度和紧密度，影响基因的表达。

在干细胞重编程、细胞分化等过程中，乙酰化修饰的
变化也被认为是一个重要的分化状态标志。

曲古抑菌素A是一种具有抗菌、抗炎、抗
氧化等多种生物活性的化合物，对细胞分化和染色质修饰的影响也受到了研究。

因此，研究曲古抑菌素A对H3-K9乙酰化修饰的调节作用，有助于了解其生物活性机制。

研究内容和方法：
本研究将采用体外细胞培养的方法，利用曲古抑菌素A处理供体细胞，探究其对H3-K9乙酰化修饰水平的影响。

具体方法如下：
1.选择合适的供体细胞品系，将其分为两组：实验组和对照组。

2.实验组在培养基中添加适当浓度的曲古抑菌素A，链霉亲菌素A作为阳性对照，对照组仅添加培养基。

3.培养期间，观察供体细胞的形态变化、增殖情况和亲和染色法的结果。

4.通过Western blot分析，检测处理后供体细胞中H3-K9乙酰化修饰水平的变化。

预期结果和意义：
我们预计曲古抑菌素A可以显著调节供体细胞中H3-K9乙酰化修饰的水平，这
将有助于深入了解其生物活性机制，并为其进一步的应用提供理论基础。

此外，本研
究也可为探索细胞重编程和分化过程中H3-K9乙酰化修饰的变化提供一定的参考。

组蛋白的乙酰化修饰

组蛋白的乙酰化修饰组蛋白的乙酰化修饰是一种重要的表观遗传修饰方式，它能够影响基因表达、细胞分化以及生物体发育等过程。

在本文中，我们将深入探讨组蛋白乙酰化修饰的机制、功能以及在疾病中的作用。

组蛋白是构成染色质主要蛋白质之一，它能够包裹DNA形成染色体。

组蛋白分为四种类型，其中组蛋白H3和H4是核心组蛋白，它们在染色质结构以及DNA复制中起着重要作用。

组蛋白的N-端富含亮氨酸、赖氨酸、组氨酸等氨基酸，这些氨基酸可以被乙酰化、甲基化、泛素化等多种方式修饰。

乙酰化修饰是组蛋白最为常见的修饰形式之一。

乙酰化是指乙酰基（CH3CO-）与氨基酸的氨基结合，形成酰化产物。

组蛋白的乙酰化通常发生在N-端的赖氨酸上，它能够影响组蛋白的电荷、染色质结构以及DNA与组蛋白的相互作用。

乙酰化修饰的机制涉及到乙酰转移酶（HAT）和去乙酰化酶（HDAC）两类酶。

HAT能够将乙酰基转移至组蛋白的赖氨酸上，而HDAC则能够将乙酰基从组蛋白上去除。

这两类酶的平衡调节是组蛋白乙酰化修饰的关键。

组蛋白乙酰化修饰对基因表达的调控是其最为重要的功能之一。

研究表明，组蛋白乙酰化修饰可以增加染色质的松弛程度，使得DNA 序列更加容易被转录因子识别和结合，从而促进基因的转录。

此外，乙酰化修饰还能够影响组蛋白的稳定性以及组蛋白与其他蛋白质的相互作用，进而对基因的表达产生调控作用。

组蛋白乙酰化修饰在细胞分化和生物体发育中也发挥着重要作用。

研究表明，在胚胎发育过程中，组蛋白的乙酰化水平会发生动态变化，不同时期的胚胎表现出明显的组蛋白乙酰化模式。

此外，组蛋白乙酰化修饰还可以促进细胞分化和成熟，维持细胞的稳态。

除此之外，组蛋白乙酰化修饰还与多种疾病的发生发展密切相关。

例如，某些肿瘤细胞中组蛋白的乙酰化水平明显升高，这可能与肿瘤细胞的增殖和转移有关。

此外，一些神经系统疾病、心血管疾病等也与组蛋白乙酰化修饰的异常有关。

组蛋白的乙酰化修饰是一种重要的表观遗传修饰方式，它能够影响基因表达、细胞分化以及生物体发育等过程。

组蛋白乙酰化经典例子

组蛋白乙酰化经典例子
组蛋白乙酰化是一种重要的表观遗传学修饰过程，它涉及到组
蛋白蛋白质上的乙酰基团的添加。

乙酰化通常发生在组蛋白N末端
的赖氨酸残基上，通过改变染色质结构和调节基因转录来影响细胞
的生物学功能。

以下是一些组蛋白乙酰化的经典例子：
1. Histone H3和H4乙酰化，在核糖体组装和DNA复制过程中，组蛋白H3和H4的乙酰化是一个经典的例子。

这种乙酰化修饰可以
促进染色质的松弛，使得DNA更容易被转录因子和RNA聚合酶访问，从而促进基因的转录。

2. p53蛋白的乙酰化，p53是一个重要的肿瘤抑制蛋白，它的
乙酰化修饰可以影响其在DNA损伤修复和细胞凋亡中的作用。

乙酰
化可以增强p53与DNA的结合，从而促进其在细胞应激响应中的功能。

3. 组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂的作用，HDAC是负责去
乙酰化的酶类，其抑制剂可以导致组蛋白乙酰化水平的升高，从而
影响细胞周期调控和细胞凋亡等生物学过程。

总的来说，组蛋白乙酰化在细胞的生物学过程中起着重要作用，上述例子只是其中的一部分经典案例。

希望这些例子能够帮助你更
好地理解组蛋白乙酰化在细胞内的重要作用。

组蛋白乙酰化在先天性心脏病发病中的作用

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．综述．
组蛋白乙酰化在先天性心脏病发病中的作用
徐君王慧君黄国英
先天性心脏病是指心脏及大血管的结构异常，全世界的发病率为０．８％～ｌ％，无明冠地区及种族特异性，在先天畸形的发病中排首位，因其发病率高，后果严重，而受到人们的广泛重视。目前认为先天性心脏病是受环境和遗传共同作用的多基因疾病，但其发病机制及如何相互作用目前仍不清楚。越来越多的研究发现，先天性心脏病患儿基因突变的发生率极低，仅能解释小部分先天性心脏病的发生，对于大部分的先天性心脏病来说并未ｍ现致病性的基因改变。近期大量的研究发现“表观遗传”极有可能参与先天性心脏病的发病并起重要的作用…。表观遗传是指ＤＮＡ序列不发生变化，但基因表达却发生了可遗传的改变，这种改变是细胞内除了遗传信息以外的其他可遗传物质发生的改变，且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定遗传，主要包括ＤＮＡ甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码ＲＮＡ调控等方面。２。。在“表观遗传”领域中，组蛋白修饰通过改变染色质结构并与其他调控蛋白相关作用，调控基因表达，影响疾病的发生发展，被称为“第二遗传密码”。主要包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、小泛素化相关修饰和ＡＤＰ核糖基化、精氨酸瓜化、脯氨酸异构化等。组蛋白乙酰化是最常见的组蛋白修饰之一，主要通过改变与ＤＮＡ的亲和力来调控基因表达，在生长发育过程中起重要作用。近年来，随着研究不断的深入，发现组蛋白乙酰化不仅与肿瘤、心肌肥厚、心肌病的发病密切相关、３。５ｌ，还可能参与先天性心脏病发病，影响心脏结构发育及先天性心脏病候选基因的表达。一、组蛋白结构组蛋白是染色质的重要结构蛋白，主要有５种类型，即Ｈ１、Ｈ２Ａ、Ｈ２Ｂ、Ｈ３和Ｈ４。其中Ｈ２Ａ、Ｈ２Ｂ、Ｈ３和Ｈ４各两分子组成核心八聚体，环绕１４６ｂｐ双螺旋ＤＮＡ组成真核细胞行调控，为基因特异性表达奠定了基础∽。。二、组蛋白乙酰化１．组蛋白乙酰化修饰位点：日前主要关注Ｈ３和Ｈ４，受组蛋白乙酰转移酶（ｈｉｓｔｏｎｅａｃｅｔｙｈｒａｎｓｆｅｒａｓｅ，ＨＡＴｓ）及组蛋白去乙酰化酶（ｈｉｓｔｏｎｅｄｅａｃｅｔｙｌａｓｅｓ，ＨＤＡＣｓ）共同作用。组蛋白乙酰化水平始终处于动态平衡，在ＨＡＴｓ作用下乙酰基化，降低与ＤＮＡ的亲和力，释放空间以便转录因子及ＲＮＡ聚合酶与启动子区结合起始转录；反之，在ＨＤＡＣｓ作用下去乙酰化，与ＤＮＡ亲和力增加，染色质结构紧密，阻止转录因子与启动子结合，抑制转录。主要关注位点有９个：｝１３Ｋ９、Ｈ３Ｋ１４、

【doc】组蛋白乙酰化在转录调节中的作用

组蛋白乙酰化在转录调节中的作用o7—/2,197;24(4)生物化学与生物物理进展Pr0g.B|伽h哪.Bi0ys僻终1309组蛋白乙酰化在转录调节中的作用…慧…100083/,(北京医科太学生化与分子生物学系,北京)J—,7,'7一,摘要组蛋白乙酰化对染色质结构有重要影响,与特定位点的基因活化有直接联系,是转录调节的重要方式,在细胞生长,分化,衰老过程中起重要作用.关键词三真核细胞胞核中的染色质是一动态大分子聚合体核小体为其基本结构,由核心颗粒与连接区两部分组成:核心颗粒为145bp长DNA缠绕组蛋白八聚体(H2A,H2B,H3,1H4各两分子组成)1{圈而成;连接区由组蛋白HI和0--80bp长DNA链构成.染色质在转录时可连续不断地改变其组成和构象以调节基因活性.它不同于转录因子参与的精细调节,属于转录调节中的粗调,在细胞生长,分化,衰老中的作用可能比精细调节更重要.组蛋白化学修饰包括磷酸化,乙酰化,泛素化,ADP一核糖化等,是改变染色质构象的重要途径.近来,组蛋白乙酰化及其在转录调节中所起作用逐渐成为热点,本文就此方面作一概述1组蛋白乙酰化组蛋白乙酰化反应多发生在核心组蛋白N端碱性氨基酸集中区的特定Lys残基.于此.将乙酰辅酶A的乙酰基转移到Lys的eNH,中和掉一个正电荷.这样可减弱DNA与组蛋白的相互作用染色质特定部位的组蛋白乙酰化状态由两类酶及其相对活性决定,它们是组蛋白乙酰基转移酶(histoneacetyltransferase. HAT)和组蛋白去乙酰化酶(histonedeacety—lase.HD).编码这两类酶的基因虽未完全克隆,但已有进展:Kleff等_1在温度敏感性酵母突变株细胞提取物中发现至少有两种HAT活性,可使H4第1～28个氨基酸残基中的Lys乙酰化. hat1.1突变株无其中之一种活性,其相应基因定位于第16号染色体中心粒附近目前HAT1基因已被克隆出来,它编码一条374个氨基酸残基的肽链,可乙酰化H4第12位的Lys残基.Brownell等【在四膜虫的核区纯化出HAT的一个亚单位p55.发现它与酵母的转录因子Gcn5p极为相似,并证明Gcn5p本身就是一种HAT.真核细胞HAT分为两型:A型主要存在于胞核中,与染色质结合,乙酰化染色质组蛋白;B型主要存在于胞浆中,乙酰化游离的组蛋白.酶抑制剂是研究组蛋白乙酰化的重要工具.可用于观察其对基因转录,细胞生长,分化的影响.近来发现两种微生物代谢产物tri. chostatinA(TSA)和trapoxin是HD的特异强效抑制剂.可在nmoi/L水平抑制酶活性.TSA是非竞争性抑制剂.可逆性抑制HD,而trapoxin可与HD不可逆结合而抑制其活性.组蛋白乙酰化状态呈多样性.核小体上有多个位点可供乙酰化,但特定基因部位的组蛋白乙酰化和去乙酰化以一种非随机的,位点特异方式进行国家自然科学基金资助项目(3948009)收稿日期:1996—06—18.修回日期1996—10-09310一生物化学与生物物理进展Pr0窖.Biochem.Biophys 2组蛋白乙酰化与转录调节2.1组蛋白乙酰化与染色质构象体外研究发现,在类似生理条件的离子强度和缺乏H1时,将乙酰化的组蛋白八聚体与海胆的5SrRNA基因的线状DNA结合后,乙酰化的核小体复合物呈伸展状态,而未乙酰化的对照组核小体的构象呈紧缩状态l3J.如在体外将组蛋白乙酰化,可发现与其结合的染色质折叠程度降低J.2.2组蛋白乙酰化与转录活性组蛋白乙酰化与转录活性有密切关系:高乙酰化组蛋白特异地聚集于活性染色质功能区;低乙酰化组蛋白聚集在无转录活性的非功能区.体外将核心颗粒中H2A?H2B二聚体乙酰化或(H3?H4)2四聚体乙酰化l6后,组蛋白对转录的抑制作用大大减弱,RNA合成效率提高.用TSA抑制HD后,组蛋白H4乙酰化程度提高,可引起人类脐静脉内皮细胞中组织纤溶酶原激活因子(t-PA)产量增加l7J. Giardor等_8发现TSA诱导的组蛋白乙酰化与组蛋白H1.(H1家族中一类分化相关蛋白)基因表达密切相关.HI.启动子对染色质乙酰化很敏感,H4单一乙酰化已足以使其表达增加.用5_/LTSA处理野生型FM3A细胞可观察到H1.基因的高表达,在其衍生的TSA抗性细胞系TR303(无TSA时,单一乙酰化的H4水平已经很高)中,也能观察到HI.的高表达.V anlint等最近发现:HIV一1病毒基因与宿主细胞基因组整合后,在其启动子转录起始位点有一个核小体(nUC一1),可抑制HIV一1基因转录,使宿主细胞处于潜伏期.用trapoxin或TSA抑制HD可使nUC一1破裂, HIV一1转录启动,病毒产量大大增加.这说明HIV.1转录激活可通过染色质化学修饰完成以上事实都表明组蛋白乙酰化可激活转录. 2.3组蛋白的定点乙酰化(targction)Bmwnell等通过阐明一类HAT分子的结构特征和作用方式,将组蛋白乙酰化与基因活化直接联系起来,并指出组蛋白乙酰化是针对特异基因功能区的定点修饰方式.据报道:四膜虫核内HAT的一个亚单位p55与酵母Gcn5p极其相似,在羧基末端都有一段60个氨基酸残基的高度保守区——bromodomainl】…这一区段存在于多种转录因子,在染色质定点化学修饰中起重要作用.Gcn5p是一种转录调节因子,通过与转录因子选择性相互作用而结合于特定基因启动子附近,发挥HAT活性J.核小体组蛋白乙酰化水平的升高,可使DNA一组蛋白抑制性结构破裂,有利于基本转录因子与转录起始部位结合以及转录起始复合物(含有RNA聚合酶1I)的产生.这种转录激活作用特异性强,定位于特定基因的功能区.3组蛋白乙酰化修饰的生物学功能3.1与细胞周期的关系HD的强效抑制剂TSA可抑制细胞增殖.用正常大鼠成纤维细胞研究发现_1:TSA可将增殖细胞特异地锁定在G1和G2期,可见G1,G2期的演进需要HD.去除TSA后,锁定在G1期的细胞同步进入S期,而镇定在G2期的细胞不能进入M期,而是再次进入S 期,形成增殖性四倍体细胞.这可能是由于细胞内形成了G2到G1期的直接通道,造成周期反复现象.用5g/L及100腿/L的TSA处理野生型FM3A细胞,使其70%的H4乙酰化后仍可进行细胞分裂,如用浓度更高的TSA处理,则细胞增殖受抑制lj.这表明至少一些染色质功能区的组蛋白乙酰化可造成生长抑制.TSA引起的细胞周期锁定可能是由于其造成的组蛋白高乙酰化状态干预了细胞周期调节因子(如周期蛋白)的作用.3.2与细胞分化,衰老的关系TSA具有很强的诱导MEL(mufineery—throleukemia)细胞分化的作用,将MEL细胞暴露在nmol/L浓度的TSA4～5d即可产生高分化的血红蛋白阳性细胞.用TSA处理分化极低的肿瘤细胞,如HeLa细胞,F9细胞和其他转化细胞,可诱导其形态学分化,变生物化学与生物物理进展Prog.Biochem.Biophys.'311 得与正常细胞形态相似El2)人类白血病HL-60细胞中,乙酰化H4在编码区附近较多,而中心和端粒异染色质CCCTAA重复序列的H4只有少量(<1%)乙酰化;用二甲基亚砜诱导HL-60分化后,编码区H4乙酰化程度不变,但中心异染色质区H4乙酰化水平短暂升高l1.这表明分化与核心蛋白乙酰化可能有某种联系.TSA可影响胚胎发育低浓度TSA可在间充质形成前早期原肠胚阶段抑制海星胚胎发育TSA处理非洲爪螗胚胎可延迟其原肠胚形成,阻止正常的中胚层形成_1表明组蛋白乙酰化调节在原肠胚形成阶段起重要作用近来发现,TSA处理人类癌细胞系可诱导产生凝溶胶蛋白(gelsolin),一种Ca2依赖性肌动蛋白纤维切断和封顶蛋白.未分化和增殖力强的癌细胞系该蛋白水平很低.而在高分化和不增殖的细胞系该蛋白高表达.用丁酸(一种较弱的HD抑制剂)处理vras基因转化的成纤维细胞使之形态学上恶性发生逆转后,凝溶胶蛋白水平剧烈升高l1这表明凝溶胶蛋白基因表达的诱导可能与高乙酰化状态肿瘤细胞或转化细胞形态学上的回复有关在肝细胞核中,HAT活性与年龄有关不同年龄大鼠正常肝细胞和再生肝细胞中HAT活性随增龄而下降.组蛋白八聚体乙酰化程度亦随之降低,其中H3和H4乙酰化程度降低尤其明显_1组蛋白乙酰化速度亦降低,似与衰老过程中肝细胞转录,增殖活性降低有关.同龄小鼠再生肝细胞中HAT活性高于正常肝细胞,可能与肝细咆由G0期转入G期,由无转录,复制活性向有活性状态转变有关,这或许是体内的一种代偿机制.4结语组蛋白乙酰化参与染色质构象及转录调节.其乙酰化状态呈多样性.特定基因部位的组蛋白乙酰化以位点特异方式进行.染色质特定部位的组蛋白乙酰化由组蛋白乙酰基转移酶和去乙酰化酶,以及两者相对活性决定.阐明组蛋白乙酰化在细胞生长,分化过程中的作用,对于理解生物体生长,发育,衰老的分子机理及其调节具有重要意义.参考文献1KhiffS.Andru]isED,And~nCWetalIdentificationof ageneencodingyeahistoneH4a∞tyhmraJBiolChem.1995.270(42):24674～246772AI】isCD.ZhouJX.RartalliTetalTetmhymemhisto~ acetyltrans~eraseA:ahomotogcoyeastn5Dlinkinghisto~ aoetylation吣g甘】eactivationCd【,1996,84(6):843～8513Garda-RamirezM,RocchiniC,AusloJModulationof chrcanatinfotdlngbyhistoneacetylationJBiolChem,1995,270(30):17923～179284KraiewskiwAEffect0fnonenzyrcmtichisto~acetylation onchrontatinhigh-orderfoldingBiochemBiophysR髑(nmun,1996.221t2):295～2995PuertaC.Hernand~F.Lopez—Ala/~onL"a1.~..cetyladon0fhistonemA?mBdimfa0litatestranscription BioehemBiophysResC0mmun.1995.210(2):409～4166H目na力FT~ripfiortalproperti~ofo[igon,e]~udtemplat~~nmirdnga~tylated(H3?H4)2tet BiochemBiophyssCornmun,1995,213(1):232--2387ArtsJ,LansinkM,GrlmbergenJalStimulationo1tissue-typeplasrronogenactivatorgeneexpressionbysodium hutyrateandtrichostatinAinhumanendothdialce【kj【Ivd懈histoneHytationBiochemJ.1995.310(1):l7l～"68CAalxlotV.RabiDondT.YOF,hidaMetalRelationship between∞histoneacetylati~andhistoneH1.geneacnvi—tyEurJBiochem,l994,224;885～8929V anLintC.EmilianiS.OttMetTranscriptionalactiva—tionandchrcanatinremndetingoitheHIv_1口mm毗盯_兀respo~t.histoneacety]ation.EMBOJ.1996.15(5):1l12～112010MarcusGA,SitvermanN,BrSLalF~ctional similarityandphv自∞【associatiottbetweenGCN5and.M3A2 putativetratxsefiptionldadaptorsEMBOJ.1994.13:4807～4815l1y~h[daM,Hor[nouchiS,BeppuTTfichostatinAandtrapoxln:novdchemicatprobesfortheroleofhistonea雌tv- Iationlnchromatinscrtuandfutlction.BioEssays.1995.17(5】:423～43012Hc~h[kawaY.Kw∞HJ.yoshidaMa1.TfiehcGtadnAindue~~rphologiealchang~andgelsotinexpre~onby inhibitinghistonedea雌【vIa…h…rei…ce]【【ines. ExpCelIR晤.1994.214:189～197130N自IILP.TurnerBMHistoneH4acety]ationdistin—guish~codingregionsoftheh~attgen~xeⅫnheterochro—n~tininadifferentiation—dependentbuttranscription. mdependentEMB()J,1995.14(16):3946～395714童坦君.张宗玉医学老年学:衰老与长寿北京:凡民卫生出版社.199590～9115Koz~kovaM.MJsLlrmE.KeopacovaKalEffectof agingandgamntaradiationona~tylationofratliverhis—tOTll~.MechAgingDev,1995,7B(1):1～14312?2]f￡,lj0生物化学与生物物理进展Prog.Biochem.Biophys.1997;24(4) HistoneAcetylationandItsRolesinTranscrip. tionalRegulation.RENQinghu.TONGTan—jun(DepartmentofBiochemistryandMoleeu—larBiology,BeijingMedicalUniverisity,Beijing100083,China). AbstractHistoneacetylationhasprofound effectsonchromatinstructure,anditisdirectly linkedtothegeneactivationofspecificdomains ongenomicDNAHistoneacetylationisoneofthemostimportantwaysintranscription~regu—lation,functioningintheprocessesofcellularpmliferation.differentiationandsenecenceKeywodshistone,acetylation,transcrtionalregulation一;JMRP基因与肿瘤的多药耐药性毕锋张学氟/樊代明醉医大学西京医院.酉寰'-争摘要在人肿瘤非典型性多药耐药机制的研究中发现了一个新的基因——多药耐药相关蛋白基因(MRP).该基因位于人16号染色体P13:3,编码1531个氨基酸其产物为多药耐药相关蛋白(MRP),分子质量190ku,故叉名p190MRP属ABC超家族成员,主要分布在细胞的质膜上MRP的功能可能是在能量依赖的外捧系统中发挥作用除了一些肿瘤细胞系外,MRP基因的高表达还见lance,MDR)一直是影响肿瘤化疗疗效的重要因素.近些年来,肿瘤MDR发生机理的研究从以往单纯的细胞生物学机制的研究逐步发展到分子生物学机制的探讨,特别是分子水平的研究进展较快自MDR1基因的发现及分离成功后_1j,又发现了许多与MDR相关的蛋白和基因.多药耐药相关蛋白(multidrugresistantassociatedprotein,MRP)及其编码基因即是其中较重要的一个.1MRP基因尽管不少耐药的肿瘤细胞系和肿瘤患者有P-糖蛋白(由MDR1编码)的高表达,但仍有许多耐药的肿瘤细胞系无此现象.MDR1在肿瘤患者中的表达也并不十分常见.这些均提示P_糖蛋白的高表达显然不是肿瘤MDR的唯一因素,肿瘤细胞的耐药机制还远未阐明. 1989年,McGra|h[在两株耐药细胞系HL60/VcR和Hum/ADR中发现,尽管两者少,但前者有P.糖蛋白的表达,后者却没有.维拉帕米又均能使两者细胞内药物的蓄积增加,用AZATP32标记法发现在HL60/ADR的细胞膜上有一种亲本细胞中不存在的蛋白质,分子质量为190ku.据此,他们认为发现了一种新的耐药相关蛋白——pl9O,并推测其功能可能是在能量依赖的外排系统中发挥作用.Cole等在用阿霉素筛选的具有多药耐药性的小细胞肺癌细胞系H69AR发现:a.H69无MDR1mRNA及其产物P一糖蛋白的高表达;b.H69AR中蓄积的阿霉素无明显外排现象;c.环孢菌素A等化疗增敏剂可使H69AR的耐药逆转因此他们开始寻找引起H69AR耐药的蛋白质通过随机引物法建立H69AR的cDNA文库并经差式杂交进行筛选,经用一个2.8kb的cDNA进行杂交.在H69AR中发现了一个强阳性克隆,其浓度比收稿日期}1996.06—24.修回日期:1996—11—15 一。

组蛋白乙酰化对成体干细胞生物学性状的影响

第23卷第10期2011年10月V ol. 23, No. 10Oct., 2011生命科学Chinese Bulletin of Life Sciences文章编号：1004-0374(2011)10-0993-04组蛋白乙酰化对成体干细胞生物学性状的影响王云帅，齐　晖，李富荣*(1 暨南大学第二临床医学院(深圳市人民医院)普外科，深圳 518020；2深圳市老年医学研究所，深圳 518020)摘　要：成体干细胞(adult stem cells, ASCs)是指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞，它们可以再生修复损伤的组织和器官，是组织工程和细胞治疗的理想细胞。

但是ASCs 在体外扩增过程中容易发生自主分化和衰老，影响其在临床的广泛应用。

组蛋白乙酰化作为表观遗传调节的重要机制，参与细胞分化、衰老及凋亡等众多细胞活动的调控。

该文就组蛋白乙酰化对成体干细胞生物学性状的影响进行综述。

关键词：组蛋白乙酰化;成体干细胞;细胞分化; 细胞衰老中图分类号：Q813；Q25 文献标志码：AEffect of histone acetylation to the biological property of adult stem cellsWANG Yun-Shuai, QI Hui, LI Fu-Rong*(1 Department of General Surgery, The Second Affiliated Hospital (Shenzhen People’s Hospital) of Jinan University ;Shenzhen 518020, China; 2 Shenzhen Institute of Gerontology, Shenzhen 518020, China)Abstract: Adult stem cells(ASCs)are undifferentiated cell types found among differentiated cells in tissue , which can regenerate to repair damaged tissues and organs.They have been considered as good stem cells in some fields like tissue engineering and cell therapies. However, spontaneous differentiation and aging of ASCs during culture proliferation in vitro have dampened the clinical application of ASCs. Histone acetylation, as an important mechanism of epigenetic regulation, has been known to be involved in the regulation cell differentiation, aging, apoptosis and so on . In this review, we focus on the effect of histone acetylation to the biological property of ASCs .Key words: histone acetylation ; adult stem cells; cell differentiation; cell aging收稿日期：2011-04-12；修回日期：2011-06-13基金项目：国家重点基础研究发展计划(“973”项目)(2004CCA-01500)；广东省自然科学基金项目(6027540)；深圳市科技计划项目(201001005)资助*通信作者：E-mail: fhh021@染色质的表观遗传调节机制包括组蛋白乙酰化、去乙酰化、甲基化等调控，被认为是成体干细胞的一个重要调节机制[1]。

组蛋白乙酰化水平对肝癌细胞迁移和侵袭能力的影响

Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，ＧｕｉｚｈｏｕＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５０００４，Ｇｕ￣ｈｏｕ，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ：ＴｏｏｂｓｅｒｖｅｔｈｅａｃｅｔｙｌａｔｉｏｎｌｅｖｅｌｓｏｆｈｉｓｔｏｎｅＨ３Ｋ９，Ｈ４Ｋ１２ａｎｄＨ４Ｋ１６ｉ “
Ｈ３Ｋ９、Ｈ４Ｋ１２及Ｈ４Ｋ１６位点的乙酰化水平，并探讨组蛋白乙酰化对肝癌细胞迁移、侵袭能力的影响。方法：采
用Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ实验检测ＬＯ２、ＨｅｐＧ２、ＭＨＣＣ一９７Ｌ和ＬＭ３中组蛋白Ｈ３Ｋ９、Ｈ４Ｋ１２及Ｈ４Ｋ１６乙酰化水平；应用组
于人肝细胞Ｌ０２（Ｐ＜０．０５）；去乙酰化酶抑制剂ＳＡＨＡ作用后，ＬＭ３细胞组蛋白Ｈ３Ｋ９、Ｈ４Ｋ１２及Ｈ４Ｋ１６乙酰化
水平明显提高，细胞的迁移、侵袭能力明显降低，与未用ＳＡＨＡ处理的ＬＭ３细胞比较，差异有统计学意义（Ｐ＜０．０５）。结论：提高组蛋白Ｈ３Ｋ９、Ｈ４Ｋ１２、Ｈ４Ｋ１６位点的乙酰化水平，能抑制肝癌细胞的迁移、侵袭能力。
蛋白去乙酰化酶抑制剂伏立诺他（ＳＡＨＡ，１．５ｍ０Ｌ／Ｌ和３￣ｍｏＷＬ）处理肝癌ＬＭ３细胞株２４ｈ、４８ｈ后，Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ检测其组蛋白Ｈ３Ｋ９、Ｈ４Ｋ１２及Ｈ４Ｋ１６乙酰化水平变化，ｔｒａｎｓｗｅｌｌ实验检测细胞迁移、侵袭能力的变化。结果：Ｈ３Ｋ９、Ｈ４Ｋ１２及Ｈ４Ｋ１６乙酰化水平由高到低为ＨｅｐＧ２、ＭＨＣＣ一９７Ｌ、ＬＭ３，３种肝癌细胞株的乙酰化水平均低

TSA处理供体细胞对组蛋白乙酰化和核重编程效果的影响

畜牧兽医学报 2009 ,40 (7) :100721012 A ct a V eteri nari a et Zootechnica S i nica
TSA 处理供体细胞对组蛋白乙酰化和核重编程效果的影响
张东 ,杨鹭 ,王勇胜 ,刘根胜 ,刘利杰 ,万敏 ,张涌 3
(西北农林科技大学生物工程研究所 , 杨凌 712100)
将牛胎儿放入 75 %酒精中灭菌 ,然后再放入含 400 IU ·mL - 1 青霉素和 400 IU ·mL - 1 链霉素的 PBS 中洗 3 次。将牛胎儿去掉四肢和头尾后取其皮肤并再次用 PBS 清洗 ,皮肤组织块剪碎 (2～3 mm2 )
后贴于组织培养瓶 ,加入含 10 % FBS 的 DM EM 培养液 ,放入 371 5 ℃、5 % CO2 饱和湿度的培养箱中 , 每 3 d 换液 1 次。当原代细胞长至汇合时 ,进行传代培养 ,传代时尽量吸出培养液 ,用 D2Hanks 清洗后 , 加入 1 mL 01 25 %胰蛋白酶消化液 ,在显微镜下观察细胞形态变化 ,当细胞变圆时立即加入含有血清的培养液终止消化。本试验所用的为第 5 代传代细胞。 1. 3 牛卵母细胞的体外成熟
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畜牧兽医学报
40 卷
最新研究表明 , 克隆动物胚胎基因组的不完全重编程可能是克隆动物成功率低的主要原因[123] 。核重编程是指核移植后哺乳动物卵母细胞擦除已分化的体细胞的表观遗传 ,恢复为胚胎发育所必需的胚胎化基因表达程序的过程[4] 。在停止供体细胞本身的基因表达 ,恢复胚胎发育所需的基因表达模式的过程中 ,除 DNA 去甲基化和转录因子等外 ,由组蛋白乙酰化所引起的染色质重塑也起着至关重要的作用[5] 。乙酰化/ 去乙酰化是最早被发现的与基因转录有关的组蛋白修饰方式 ,试验发现组蛋白乙酰化程度和基因的转录活性呈正相关[6] ,组蛋白 H3 和 H4 在转录活跃的基因处高度乙酰化 ,与此相反 , 在沉默基因处是去乙酰化的[7] 。组蛋白乙酰化/ 去乙酰化是分别由组蛋白乙酰基转移酶 ( HA T) 和组蛋白去乙酰基酶 ( HDAC) 催化完成的。HA T 与 HDAC 二者之间的动态平衡控制着染色质的结构。曲古抑菌素 A ( t richo statin A , TSA) 是一种去乙酰化酶 ( HDAC) 抑制剂 , 其通过抑制去乙酰化酶 ( HDACs) 的活性来提高组蛋白的乙酰化程度。目前有关 TSA 处理核供体细胞对克隆胚胎重编程影响的研究较少。Kishigami 等用 TSA 处理小鼠重构胚其囊胚发育率提高 2～5 倍[8 ] 。Enright 等用 TSA 处理供体细胞使牛重构胚的囊胚率提高了 10 %[9 ] 。TSA 是通过何种机制来促进供体细胞的重编程目前还不清楚。本研究初步探讨了 TSA 处理供体细胞对克隆胚的发育率的影响 ,并检测了 TSA 处理的细胞和克隆囊胚组蛋白 H3 K18 乙酰化水平。为 TSA 应用于牛核移植技术提供理论参考。

【推荐下载】浅谈组蛋白去乙酰化酶(HDACs)的研究进展

浅谈组蛋白去乙酰化酶(HDACs)的研究进展【编者按】医药论文是科技论文的一种是用来进行医药科学研究和描述研究成果的论说性文章。

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浅谈组蛋白去乙酰化酶(HDACs)的研究进展【摘要】在肿瘤的表观遗传学研究中，组蛋白的乙酰化修饰对肿瘤的发生发展起重要作用。

正常细胞体一旦出现核内组蛋白乙酰化与去乙酰化的失衡，即会导致正常的细胞周期与细胞代谢行为的改变而诱发肿瘤。

组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases，HDACs)催化组蛋白的去乙酰化，维系组蛋白乙酰化与去乙酰化的平衡状态，与癌相关基因转录表达、细胞增殖分化及细胞凋亡等诸多过程密切相关。

本文从组蛋白去乙酰化酶HDACs的结构分类及其与肿瘤发生发展关系两方面对HDACs做一综述。

【关键词】组蛋白去乙酰化酶(HDACs);肿瘤;表观遗传学 Abstract:The modification for histone acetylation is of great importance for formulation and development of tumors in the epigenetic study of tumors. The disequilibrium of histone acetylation and deacetylation may cause some changes of cell cycle and cell metabolism. Histone deacetylases (HDACs) catalyze the deacetylation of histones，and maintain the equilibrium between histone acetylation and deacetylation as well. They are related to many regulation processes containing transcription of oncogene，cell cycle，apoptosis and so on. The structure classification of HDACs and the relationship between the HDACs and the formation and advancement of tumor were reviewed in this paper. Key words: histone feacetylases (HDACs); tumor; epigenetics 肿瘤的发生是一个复杂的病理过程，受多重因素的影响，包括个体遗传因素、环境因素、物理化学因素、分子生物学因素等等。

组蛋白修饰及其功能(乙酰化,甲基化,磷酸化等)

有丝分裂过程也与特异性组蛋白修饰有显著的相关性。在有丝分裂过程中，有数个组蛋白磷酸化反应，其中大多数由Aurora B激酶催化。特异性组蛋白修饰可在有丝分裂的不同阶段检测到，在细胞核分裂中发挥多种功能。
组蛋白修饰还参与DNA损伤和凋亡。在凋亡的级联反应中，激酶（包括CHK1和CHK2）的主要底物之一是组蛋白衍生物H2A.X ，H2A.X的磷酸化是凋亡早期最早标志之一。在凋亡后期，Caspase激活蛋白激酶Mst1, Mst1 使组蛋白H2B的14位丝氨酸磷酸化。这一修饰在染色质浓缩步骤中可检测到，是凋亡途径良好的标记物。
研究表明，组蛋白精氨酸甲基化是一种相对动态的标记，
精氨酸甲基化与基因激活相关，而H3和H4精氨酸的甲基化
丢失与基因沉默相关。相反，赖氨酸甲基化似乎是基因表达调控中一种较为稳定的标记。
第五页，共12页。
组蛋白甲基化的调节机制
1. H3-K9甲基化与异染色质的形成：人们曾针对异染色质的形成提出过一个模型:首先组蛋白脱乙酰酶使H3中的K9、K14脱乙酰化,然后Suv39h1或Clr4对H32K9进行甲基化,H32K9的甲基化再影响DNA的甲基化,随后甲基化的H32K9做为一个结合位点招募HP1或Swi6蛋白的定位,最后HP1/Swi6通过它们的 shadow染色质结合区域定位在C末端,进而形成异染色质的多聚体。 2. H32K9甲基化对常染色体中基因表达调控的影响： 3. 组蛋白其他位点上发生甲基化与基因表达的关系：大量实验表明H32K9甲基化的功能与基因沉默有
第十一页，共12页。
组蛋白密码学说的完善： 1. 更好地开发新药。研究组蛋白密码对药物开发具有战略
意义，多种组蛋白修饰酶已成为相关疾病治疗的靶目标。比如，组蛋白去乙酰酶（HDACs）抑制剂已应用于临床治疗多种肿瘤；

组蛋白乙酰化_去乙酰化与基因表达调控

（人类包括 (&)、簇、 %&’% 家簇 *+,) - ’,()、、它们能利用 +56 *,.(+, 等） /01$ - 23(4 家簇，水解产生的能量使染色质构型改变或核小体滑动7 “组蛋白尾巴” 另一类就是参与修饰的酶类，主要是使组蛋白乙酰化 - 去乙酰化的酶（.+58 和 .4+,8）7 .+58 使组蛋白尾巴乙酰化，形成“开放” 的染色质结构，便于转录进行；相反， .4+,8 “封闭” 使组蛋白去乙酰后，染色质形成结构，导致
摘Байду номын сангаас
（如甲基化、要：组蛋白是真核生物染色质的主要成分，组蛋白修饰乙酰化、磷酸化、泛素化等）在真核生物
基因表达调控中发挥着重要的作用 % 在这些修饰中，组蛋白乙酰化 & 去乙酰化尤为重要 % 组蛋白乙酰化 & 去乙酰化可通过改变染色质周围电荷或参与染色质构型重建而影响基因表达；更重要的是组蛋白乙酰化 & 去乙酰 “密码 ” 化可形成一种特殊的，被其它蛋白质识别，影响多种蛋白质因子的活动或与其相互作用，参与到基因表达调控的整个网络中 % 关键词：组蛋白；乙酰化 & 去乙酰化；基因表达调控中图分类号： ’()* 文献标识码： + 文章编号： !""(,(-$( . #""$ / 01,"!"#,"$
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参与组蛋白乙酰化和去乙酰化的酶
组蛋白的乙酰化和去乙酰化是一个动态的可
逆过程，两类重要的酶催化并调控这一过程：组蛋白乙酰转移酶（,-./012 &32/45/671.8267.2.，,&9.）和组蛋白去乙酰化酶（,-./012 ’2732/457.2.， ,’&:.）* ,&9. 的主要功能是将乙酰辅 & 的乙酰基转移到组蛋白的赖氨酸残基上 * 根据 ,&9. 的来源和功能将其分为两类：主 & 型位于细胞核内，要乙酰化核小体组蛋白，也可使非组蛋白乙酰化；可使新合成的组蛋白乙酰化， ; 型存在于细胞质，因而对基因表达调控起重要作用的主要是 & 型 ,&9.* 研究发现，许多转录辅激活因子具有内源性的 & 型 ,&9. 活性 * 目前已被鉴定的 ,&9. 有 $" 多种，主要为如下几个家族：<=&9 （<31>)6257/2? =)732/45/671.8267.2.）家族，其主要成员有 <31> 、 ( % :&@、 A5B# 、 ,7/! 、 ,B7$ 等； CDE9 家族，成员主要为 CFG、 DH8$ % E7.# 、 E7.$ 和 9-B；另外还有一些转录因子，如 (#"" % :;( 家族； J!K 核受体辅激活物，如 &9:I、 9&@! $>"； EI:!等 * 后来相继在 ,’&:. 最初在酿酒酵母中发现，不同的生物中发现多种 ,’&:.* 至今已发现的人类 ,’&:. 有 !L 种，根据其与酿酒酵母的 # 种（4I(’#、的同源性分为 # 和 4E-6$） ,’&:. 4,’&!、类 * 第" 类与 4I(’# 同源，包括 ,’&:!、 ,’&:$、类与 4,’&! 同 ,’&:#、,’&:L、,’&:!!；第 ! 源，包括 ,’&:M、 ,’&:>、 ,’&:+、 ,’&:N、第 # 类与 4E-6$ 同源，已在人细 ,’&:O、 ,’&:!"； #K 分别为 EPI9! Q N J $ ，胞中鉴定出 N 种， *

组蛋白h3乙酰化在热休克蛋白70基因转录调控中的作用及机制研究

东北师范大学博士学位论文组蛋白H3乙酰化在热休克蛋白70基因转录调控中的作用及机制研究姓名：***申请学位级别：博士专业：细胞生物学指导教师：***20070401第一章文献综述一、组蛋白乙酰化修饰与真核生物基因的转录调控（一）真核生物的染色质结构和与转录调控的关系１．真核生物的染色质结构真核生物与原核生物基因组结构的最大差别是真核生物的基因组紧密压缩和包装在染色质结构中。

染色质是真核生物遗传信息的载体，这种ＤＮＡ－蛋白的复合物具有高度压缩和折叠的特点【ｌ捌。

染色质上主要有５种组蛋白，它们分别是组蛋白Ｈ１、Ｈ２Ａ、Ｈ２Ｂ、Ｈ３和Ｈ４。

所有真核生物细胞的ＤＮＡ都是与组蛋白紧密结合，并包装在染色质结构内的。

染色质的基本单位是核小体，是由１４６ｂｐ的ＤＮＡ缠绕在组蛋Ｉ刍Ｈ２Ａ、Ｈ２Ｂ、Ｈ３和Ｈ４的各两个分子所组成的组蛋白八聚体上，一分子的组蛋Ｉ；ＩＨｌ与ＤＮＡ结合，锁住核小体ＤＮＡ的进出口，从而稳定核小体。

相邻的核小体之间ｐＡ２０ｂｐ的连接ＤＮＡ相连，形成核小体串珠结构——这就是染色质的一级结构【３】。

核小体本身可以互相作用排成螺线管，该结构直径为３０ｎｍ，一圈由６个核小体组成，这是染色质的二级结构。

在有丝分裂间期细胞中，染色质主要以３０ｎｍ以上纤维的形式存在。

以螺线管为单位，染色质进一步折叠缠绕，最终形成高级结构的染色质（图１．１）。

由于ＤＮＡ与组蛋白之间的结构非常紧密，这种包装对ＤＮＡ作为转录模板来说是很大的障碍，包装在染色质结构中的ＤＮＡ被认为是转录不活跃的。

因此染色质结构与真核生物基因的转录调控密切相关。

２．核小体重塑在真核生物转录调控中的作用染色质的高级结构是真核生物基因转录进行的障碍，为了使基因转录正常进行，核心组蛋白的结构必须发生改变。

近年来人们发现了能够通过改变染色质构型来影响（活化或抑制）基因转录的蛋白质复合物，统称为核小体重塑复合物（ｎｕｃｌｅｏｓｏｍｅｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇｃｏｍｐｌｅｘｅｓ），它们包括两大类的蛋白复合物，分别是依赖ＡＴＰ的重塑复合物和组蛋白修饰酶类重塑复合物。

组蛋白去乙酰化酶对植物生长发育的调控研究

组蛋白去乙酰化酶对植物生长发育的调控研究随着分子生物学和生物技术手段的发展，对于组蛋白去乙酰化酶（HDAC）的研究越来越深入。

HDAC是调控染色质结构和基因表达的重要因素，不仅在哺乳动物中有很好的研究成果，而且在植物中的调控机制也逐渐得到了深入研究。

本文将结合研究进展和实际问题，探讨组蛋白去乙酰化酶对植物生长发育的调控研究。

一、HDAC家族与植物生长发育关系的初探HDAC是去乙酰化酶家族的一员，作用是去除组蛋白上的乙酰基，从而引起基因表达的改变。

HDAC家族广泛存在于真核生物中，包括植物。

早期的研究表明，HDAC家族蛋白对于植物的生长发育具有重要调控作用。

研究人员通过转基因技术打断芥菜中RDR6蛋白与HDAC1、HDAC6的复合物，发现这些芥菜植株的生长速度有明显的减缓，并且株高比正常植株更矮。

这表明HDAC家族蛋白对于植物的生长发育和基因表达调控存在紧密的关联。

二、HDAC在植物光合作用调控中的作用HDAC家族蛋白在植物光合作用中的作用也得到了充分研究。

一个有力的证据是HDAC1蛋白的定位，该蛋白主要定位于植物叶绿体中，并且参与调控光合作用中的基因表达。

研究表明，在条件恰当的情况下，HDAC1蛋白会重新定位到核内，参与植物生长发育过程中与光合作用有关的基因表达。

这些证据表明，在植物光合作用过程中，HDAC蛋白参与了复杂的信号转导调控，从而实现光合作用系统的正常运作。

而如果HDAC激活过程出现了故障，则会影响光合作用的正常进行，从而导致植物生长发育过程中的一系列问题。

三、HDAC在植物对逆境的响应中的作用植物在面对各种逆境时，需要通过相应的信号转导机制来应对。

研究表明，HDAC家族蛋白也参与了植物逆境响应的调控过程。

例如，当植物遭受到营养缺乏等压力时，会发生HDAC酶活性的改变，从而引起基因表达和生长发育的调整。

此外，HDAC家族蛋白还参与了植物对高盐、干旱和低温等逆境的响应过程中，进一步加强了诸如植物对逆境的适应性和抗性等特征。

组蛋白乙酰化转移酶 -回复

组蛋白乙酰化转移酶-回复什么是组蛋白乙酰化转移酶？组蛋白乙酰化转移酶是一种酶类，它参与了细胞核内组蛋白的乙酰化修饰过程。

组蛋白是一种存在于细胞核中的蛋白质，对细胞的功能和表达起着重要作用。

乙酰化修饰是一种翻译后修饰过程，可以影响组蛋白在染色质结构调控、基因转录和DNA修复等方面的功能。

组蛋白乙酰化转移酶是负责向组蛋白添加乙酰基的酶，通过乙酰化修饰调控组蛋白的功能。

这种酶的发现和研究对我们理解细胞核内的基因表达调控、疾病发生机制以及可能的治疗方法都有重要影响。

下面我将一步一步回答你对组蛋白乙酰化转移酶的各个方面的问题。

一、组蛋白乙酰化修饰的作用及机理是怎样的？组蛋白乙酰化修饰主要发生在组蛋白的N端氨基酸残基上，特别是赖氨酸残基(K)。

乙酰化修饰可以通过向某一特定赖氨酸残基添加乙酰基的方式改变组蛋白的电荷状态，从而影响染色质的结构与稳定性。

乙酰化修饰可以转化为DNA与组蛋白间的相互作用，进而调节基因的转录。

组蛋白的乙酰化修饰是一个动态平衡的过程，受到组蛋白乙酰化转移酶和组蛋白去乙酰化酶（HDACs）之间的平衡控制。

乙酰化转移酶负责向组蛋白残基添加乙酰基，而HDACs负责去除乙酰基。

这种动态平衡可以快速地改变组蛋白的乙酰化水平，从而调节基因的表达。

二、组蛋白乙酰化转移酶的种类及其功能有哪些？组蛋白乙酰化转移酶是一个庞大而多样的家族。

其中，酶类主要分为两大类：Histone Acetyltransferases（HATs）和Lysine Acetyltransferases （KATs）。

这两类酶在转移乙酰基到赖氨酸残基上的方式和作用范围上有所不同。

HATs家族中的酶主要负责向组蛋白的N端氨基酸添加乙酰基，通过这种乙酰化修饰来调节基因的转录水平。

HATs在细胞周期、细胞分化和发育过程中扮演着重要角色。

KATs家族中的酶则广泛地参与细胞核内多种生理和病理过程，如DNA修复、染色质去甲基化以及细胞凋亡等。

三、如何研究组蛋白乙酰化转移酶？研究组蛋白乙酰化转移酶一方面可以通过分离纯化酶的方法，研究其生物化学特性，如底物特异性、催化机制等。

组蛋白及其乙酰化对转录的调控

核小体是组成真核细胞染色质的基本单位。

它是由长约145bp 的DNA 链在核心组蛋白八聚体(H z A 、Hz B 、H3 、H4 各两分子) 的外面缠绕1 . 75 圈而形成的。

其中H3 与H4 各两分子形成的四聚体位于八聚体的中间, H z A 与H z B 各一分子形成的二聚体位于八聚体的两端。

核小体之间再由长约60bp 的DNA 和组蛋白H1 相连而形成串珠状的多聚核小体, 它再经螺线管、超螺线管及超螺旋环不同等级的折叠压缩形成复杂有序的大分子聚合体———染色质。

在生命活动中, 染色质的组成与构象需连续不断地发生变化, 以保证基因能高度准确地复制,精密而有选择地表达。

尽管DNA 是遗传信息的载体, 但是组蛋白也是染色质的主要成分。

那么组蛋白对基因转录表达有何影响? 组蛋白还能被乙酰化和磷酸化等化学修饰, 这种乙酰化修饰在转录中又起什么作用? 这就是本文要阐述的问题。

1 核小体阻遏转录四种核心组蛋白都是进化上十分保守的碱性蛋白,其等电点( P I) p H 值都在10 以上,它们的C 端为疏水区,N 端为碱性的亲水区。

通过C 端的疏水作用使核心组蛋白相互聚合成球状结构并参与形成核小体, N 端带正电荷的碱性氨基酸侧链伸向表面与DNA 及环境相互作用。

由于DNA 链上的磷酸基带负电荷,故DNA 缠绕组蛋白形成核小体,既稳定了DNA 的结构,也形成了染色质包装的结构基础,同时也对DNA 复制及转录有调控作用。

早在60 年代, 斯特德曼( Stedman) 等人使组蛋白与DNA 结合, 结果降低了DNA 的转录模板活性。

他们为此提出了组蛋白抑制转录的观点。

但组蛋白是通过什么机制抑制转录呢? 20 世纪80 年代初期, 有人将组蛋白与人体腺病毒的DNA 结合,当加入含有基本转录因子(其中含有RNA 聚合酶) 的人体细胞片段后, 新形成的核小体能阻止转录因子与DNA 结合。

此后又有人发现, 当组蛋白与DNA 结合后, 如果在核心启动子区( 如TA TA 单元) 形成核小体,就能阻止转录因子及RNA 聚合酶起始转录; 而如果在DNA 编码区形成核小体,则不能阻遏转录。

丁酸和植物提取物在动物组蛋白乙酰化中的作用

丁酸和植物提取物在动物组蛋白乙酰化中的作用马涛刁其玉*【摘要】摘要:表观遗传学是遗传学研究的热点，然而针对畜禽的研究还处在起步阶段。

表观遗传学的范畴包括组蛋白质修饰、DNA甲基化、microRNA 调控等。

本文综述了丁酸和植物提取物等饲料添加剂作为组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂在模型动物及畜禽上的研究进展。

【期刊名称】动物营养学报【年(卷),期】2015(000)004【总页数】6【关键词】关键词:表观遗传学;组蛋白去乙酰化酶;组蛋白去乙酰化酶抑制剂;丁酸;植物提取物;维生素E表观遗传学一直是遗传学研究的热点，指在基因组序列不发生改变的情况下，基因的表达发生可遗传的变异，是环境因素和细胞内的遗传物质相互作用的结果，主要包括组蛋白乙酰化、磷酸化、泛素化，DNA甲基化以及microRNA 调控等［1-2］。

尽管目前已经确定营养素具有调控表观遗传的作用，但对于营养素调控表观遗传内在机制的研究相对较少，就畜禽而言，相关研究更是处在起步阶段。

组蛋白是真核生物染色体的基本结构蛋白质，是一类小分子碱性蛋白质。

决定组蛋白乙酰化状态的酶有2类:组蛋白乙酰转移酶(histone acetyltransferase，HAT)和组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase，HDAC)。

HAT的作用是对组蛋白N端进行乙酰化修饰，使核小体结构松散、激活基因转录;HDAC则对其N端进行去乙酰化修饰，抑制基因转录［3］。

目前在哺乳动物中已发现的HDAC根据其与酵母的同源性可分为3种类型:Ⅰ型包括HDAC1、HDAC2、HDAC3 和 HDAC8，分子质量在42～45 ku，该类型全部位于细胞核内，调控组蛋白乙酰化修饰;Ⅱ型包括HDAC4、HDAC5、HDAC6、HDAC7、HDAC9 和 HDAC10，分子质量为120～130 ku，主要位于细胞质，但可在细胞质与细胞核间穿梭，调控组蛋白及非组蛋白的乙酰化修饰;Ⅲ型则与细胞衰老和能量代谢的调节相关［4］。

组蛋白乙酰化

组蛋白乙酰化与基因的表达调控的关系相对简单，通常组蛋白的乙酰化的增加会伴随着基因的表达上升，虽然也有研究报道相反的例证，但是大多数的结果都支持这个观点。

由于这种相对简单的关系，所以现在对于组蛋白乙酰化也没有进行很深入的研究，除了个别位点例如H4K16的乙酰化可能起阻止异染色质区域蔓延的作用，而且这个位点的乙酰化可能控制着细胞的寿命，其它的很多位点通常人们仅仅用来分析基因的表达增加是否与这些位点乙酰化的增加有关，似乎没有人关心这些位点的修饰有什么样的规律，不过有一篇文章倒是进行了一个分析，就是对H4的4个乙酰化位点修饰的组合进行了研究，他们认为如果这四个位点只有一个位点发生乙酰化那么大多是发生在K16上，而如果是两个位点发生乙酰化则大多发生在K16和K8或者K12上，而K5只会出现在三个位点或者四个位点被甲基化的情况，从这个结果可以看出K16的乙酰化应该处于最重要的地位，而K5的乙酰化似乎不是太重要，不过这种结论也不一定正确，少并不代表不重要，也许它在某种特殊的事件中起着重要的作用，但是也有人做了突变分析，结果表明K16的突变对基因的表达具有严重的影响并且不依赖于其他的位点的突变，而其它三个位点的突变则具有相互依赖并且叠加的效应，所以说有一个结论是可以肯定的，那就是K16的乙酰化确实比其它的位点具有更为重要的功能。

说完了H4，再讲讲H3乙酰化，据我自己所了解，H3有一些位点的乙酰化具有特殊的功能，例如K56的乙酰化与基因的调控，DNA的复制以及DNA的修复都有关系，而K4的乙酰化与异染色质的组装有关，其它的位点修饰（K9,K14,K18,K23,K27,K36等等）则大多与基因的调控有关，撇开其它的功能，就基因调控这一点来讲，是否这些位点的乙酰化对于基因的调控有着一定的规律目前来说还不得而之，随着测序技术的发展，全基因组分析组蛋白修饰已经是小儿科，但是现在大部分的分析似乎只局限于一种静态的分析，我想说的是不同位点的修饰是否与特殊的基因表达有关，或者有些位点的修饰仅限于基因的本底表达，而其它位点的修饰用来诱导这些基因高表达呢，又或者它们的修饰确实是没什么规律可循的，例如K14的乙酰化只限于基因的本底表达而K9的乙酰化与基因的诱导表达有关（注：这纯粹是个人猜测呵呵），不过一切理论都需要充分的证据来说明。

组蛋白乙酰化

组蛋白乙酰化组蛋白乙酰化反应多发生在核心组蛋白N端碱性氨基酸集中区的特定Lys+，中和掉一个正电荷．这残基。

于此，将乙酰辅酶A的乙酰基转移到Lys的ε-NH3样可减弱DNA与组蛋白的相互作用。

染色质特定部位的组蛋白乙酰化状态由两类酶及其相对活性决定，它们是组蛋白乙酰基转移酶(HATs)和组蛋白去乙酰化酶(HD)。

事实证明，HATs只要乙酰化全部位点的46%，就足以阻止染色质高级结构的折叠及促进RNA聚合酶Ⅲ介导的转录。

组蛋白乙酰化引起染色质结构改变及基因转录活性变化的机制至少包括以下几个方面:（1）组蛋白尾部赖氨酸残基的乙酰化能够使组蛋白携带正电荷量减少，降低其与带负电荷的DNA 链的亲和性，导致局部DNA 与组蛋白八聚体解开缠绕，从而促使参与转录调控的各种蛋白因子与DNA 特异序列结合，进而发挥转录调控作用;（2）组蛋白的N末端尾巴可与参与维持染色质高级结构的多种蛋白质相互作用，更加稳定了核小体的结构。

而组蛋白乙酰化却减弱了上述作用，阻碍了核小体装配成规则的高级结构；（3）组蛋白乙酰基转移酶对相关的转录因子或活化因子进行乙酰化修饰以调节基因的表达。

局部乙酰化：共激活因子是一种由多种蛋白组合成的复合物，可以使结合在DNA上游的转录因子与结合在核心启动子的转录机器相互联系，具有HAT活性。

当DNA 与核小体尚未解开缠绕时，转录激活因子就可以和DNA上相应的反应元件，一旦结合到转录激活因子就可募集共激活因子到染色质上的靶转录基因区此时共激活因子利用其HAT活性使结合在DNA 启动子区域的核心组蛋白乙酰化，进而使DNA与组蛋白间作用减弱，核小体被释放，从而使转录因子和RNA聚合酶可以与DNA上特异的启动子结合，启动靶基因的转录，而此转录一经开始 RNA 聚合酶就有能力识别与核小体结合的DNA模板。

广泛乙酰化：增强子或LCR结合的活化因子可募集HATs引起广泛乙酰化。

广泛乙酰化是组蛋白处与较高的乙酰化水平，使染色质高级结构不能紧密折叠，所以广泛乙酰化是为基因表达建立稳定的基础，而局部乙酰化是基因对细胞外信号的瞬时反应。