组蛋白赖氨酸n-甲基转移酶
烟酰胺N-甲基转移酶的研究进展
·254·· 综述 ·烟酰胺N-甲基转移酶的研究进展徐晚枫,厉平,李玲 (中国医科大学附属盛京医院内分泌科,沈阳 110004)摘要 烟酰胺N-甲基转移酶 (NNMT) 是一种甲基化酶,在体内能使烟酰胺 (NAM) 甲基化,生成N1-甲基烟酰胺 (MNAM) 从体内排出。
近来的研究表明NNMT除了能够清除NAM外,还可以通过消耗甲基供体及生成活性代谢产物参与脂肪及肝脏等组织的多种代谢途径调节。
本文对近年来研究发现的NNMT在生理和病理状态下的作用以及治疗干预新途径进行综述。
关键词 烟酰胺N-甲基转移酶; 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸; 烟酰胺; 甲基化酶中图分类号 R58 文献标志码 A 文章编号 0258-4646 (2021) 03-0254-04网络出版地址 https:///kcms/detail/21.1227.R.20210317.1352.034.htmlDOI:10.12007/j.issn.0258‐4646.2021.03.013Research progress on nicotinamide N-methyltransferaseXU Wanfeng,LI Ping,LI Ling (Department of Endocrinology,Shengjing Hospital of China Medical University,Shenyang 110004,China)Abstract The enzyme,nicotinamide N-methyltransferase (NNMT),methylates nicotinamide (NAM) to form N1-methylated NAM. Recent studies have shown that NNMT not only clears NAM but also participates in the regulation of various metabolic pathways,such as those in adipose and liver tissues,by consuming methyl donors and producing active metabolites. Herein,the roles of NNMT under physiological and pathological conditions and new therapeutic interventions are reviewed.Keywords nicotinamide N-methyltransferase; nicotinamide adenine dinucleotide; nicotinamide; methylase肥胖常并发严重的代谢紊乱如胰岛素抵抗、2型糖尿病和动脉粥样硬化,引起高死亡率和生活质量下降。
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。
分子总结修订版 (2)
EHMT1通过PRDM16复合物控制棕色脂肪细胞命运和产热褐色脂肪组织(BAT)以消耗化学能的形式散热来防御低温和防止肥胖。
当前有证据表明棕色脂肪细胞来自Myf5+皮节前体,是通过PRDM16(包含16个蛋白的PR结构域)转录复合物来发挥作用。
但是,酶分子开关的组成部分以及它如何决定褐色脂肪细胞谱系仍然不明。
在这里,我们将阐明BAT富含的常染色质组蛋白赖氨酸N-甲基1(EHMT1)在PRDM16转录复合物控制棕色脂肪细胞的命运中,起到非常重要的作用。
缺失EHMT1的棕色脂肪细胞产生的棕色脂肪特性严重损失,并通过诱导分化的肌肉在体内组蛋白3赖氨酸选择性的去甲基化9( H3K9me2和3)基因启动子。
相反,通过稳定PRDM16蛋白质可使EHMT1积极表达来调节BAT按计划选择性产热。
值得注意的是,脂肪缺失特有的EHMT1会导致BAT介导的适应性产热显著降低、肥胖以及全身胰岛素抵抗。
这些数据表明EHMT1是控制褐色脂肪细胞命运和能量平衡的重要酶开关。
当能量摄入长期超过总能量支出,将导致肥胖。
目前被FDA批准的所有抗肥胖药物无论是通过抑制食欲或通过抑制肠道对脂肪的吸收,其作用原理都是抑制能量摄入。
但是,这些药物会导致抑郁症、油性肠蠕动、脂肪泻等副作用,因此迫切需要替代的方法。
BAT能通过解偶联蛋白1(UCP1)专门耗散能量。
最近用氟标记的2-脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描的研究(18 FDG-PET)表明:成人的活性BAT 存储量与身体肥胖指数成反比关系,这表明它在成人能量平衡中起着重要的作用。
因此,深入了解BAT发育的分子机理可能带来另一种平衡能量的方法——通过增加能量消耗来改变能量平衡。
据报道,肩胛间褐色脂肪细胞和肾周BAT源于Engrailed-11和Myf5皮节前体。
在PRDM16-C/EBP-B与生肌前体结合成复合体,通过诱导过氧化物酶体增殖激活受体(PPAR)-c表达,激活棕色脂肪细胞的基因程序;但是,PRDM16-C/EBP-B复合作为一种命运开关来控制棕色脂肪细胞这种机制在心肌细胞中发挥何种作用仍然未知。
组蛋白的修饰与转录调控
组蛋白的修饰与转录调控组蛋白是构成染色质的基本结构单元之一,它们以八块组成的亲水核一端与DNA序列结合,另一端则由N-末端突出,与其他组蛋白相互作用形成一系列码头。
在细胞核内,组蛋白在转录调控过程中发挥重要作用。
组蛋白的修饰是一种原位调控机制,它能够调节染色质的结构和稳定性,从而影响转录过程。
组蛋白的修饰方式很多,包括甲基化、磷酸化、酰化以及泛素化等等。
其中,最常见的是甲基化修饰。
某些基因的启动子区域甲基化特异性效应,也就是说,这些基因的启动子区域富含甲基化位点。
在这些基因中,甲基化在保守区域中发挥着重要的作用,同时也重要作为关键转录因子的底部调节机制,例如在EMT过程中,前列腺特异性抗原(PSA)的表达就依赖于Lys-4组蛋白甲基化状态的调节。
此外,组蛋白修饰的结果与一些特定装饰因子的相互作用有关,这些装饰因子通常包括组蛋白甲基转移酶、组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰酶等。
这些装饰因子和组蛋白的不同组合可能有损他们的修饰能力,从而影响转录调控功能。
组蛋白修饰的影响与基因调控密切相关。
在人类基因组中,有很多基因都包含重要调控因子,它们能够通过调节组蛋白修饰完成基因表达中的转录调节。
例如,靶向及抑制Histone H3 甲基转移相互作用区,能够调控HER2阳性乳腺癌中FOXM1基因的表达,并影响细胞周期的进程。
此外,转录肠毒素E2(TcaA)的基因也是通过同一机制实现转录调控,即调节组蛋白修饰的状态。
组蛋白修饰的过程涉及到大量的蛋白质组合,为基因组功能创造了无限的可能性。
此外,组蛋白修饰还可以发生在不同的组织类型和状况中,引发不同的基因表达情况。
这与表观遗传学的重大作用密切相关。
尽管组蛋白的修饰方式有很多,其中甲基化是其中最常见的,它在人类基因组中基因的调控中有着重要的作用。
这种修饰方式可以通过调节装饰因子和组蛋白的不同组合产生不同的组蛋白状态,从而影响基因的转录调控。
这也使得组蛋白修饰成为一个广泛且受注目的领域,在对细胞和组织进行研究和治疗上具有潜在的应用。
组蛋白的修饰
H3-K9,H3-K27,H4-K20 的甲基化与染色体的
钝化过程有关。
H4-K9 的甲基化可能与大范围的染色质水平
的抑制有关。
H3-K4,
H3-K36, H3-K79 位的甲基化与染色 体转录激活过程有关,其中H3-K4的单甲基化 修饰可以对抗H4-K9甲基化所导致的基因抑 制。
组蛋白赖氨酸甲基化
甲基化与癌
将能使组蛋白特异性修饰的酶比喻为“写手
( writers )”,将能除去组蛋白修饰的酶 比喻为“擦皮( erasers )”,将能识别组 蛋白特异性修饰并与其结合的蛋白比喻为 “读者( readers )”,这样就构成了“书 写(writing)”,“阅读(reading )”和 “涂去( erasing )”的环路,调节局部染 色质的生物学活性和基因表达。
组蛋白的甲基化
核小体
在哺乳动物基因组中,组蛋白则可以有很多修饰形式.。一 个核小体由两个 H2A,两个 H2B,两个 H3 ,两个 H4组成的八 聚体和 147bp缠绕在外面的 DNA组成 . 组成核小体的组蛋白 的核心部分状态大致是均一的,游离在外的 N- 端则可以受 到各种各样的修饰,包括组蛋白末端的乙酰化,甲基化, 磷酸化,泛素化,ADP核糖基化等等,这些修饰都会影响基 因的转录活性。
组蛋白上的甲基化修饰
组蛋白赖氨酸甲基化
组蛋白精氨酸甲基化
组蛋白精氨酸甲基化
组蛋白精氨酸甲基化位点都在 H3 组蛋白上,为 H3-R2, H3R4, H3-R17, H3-R26, 它们都可以增强转录。 真核细胞中,甲基化精氨酸有三种: NG- 单甲基化精氨酸(MMA)
NGNG(不对称)- 二甲基化精氨酸(aDMA)
组蛋白甲基化位点
组蛋白甲基化位点全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:组蛋白甲基化是一种重要的表观遗传修饰形式,是真核细胞染色质结构与功能调控的主要机制之一。
组蛋白甲基化通常发生在组蛋白N端赖氨酸残基上,主要是通过DNA甲基转移酶(DNMT)在组蛋白上甲基化的。
组蛋白包括组蛋白H3和组蛋白H4,它们在染色质结构中起着关键作用。
组蛋白的甲基化状态会对基因的表达产生重大的影响,因此组蛋白甲基化位点的研究对于理解基因调控机制以及相关疾病的发生和发展具有重要意义。
组蛋白甲基化位点是指在组蛋白分子上发生甲基化修饰的特定位置。
组蛋白H3的甲基化位点主要包括H3K4、H3K9、H3K27、H3K36、H3K79等。
这些甲基化位点在染色质结构的调控中发挥着不同的作用,主要包括激活或抑制基因的表达。
H3K4甲基化通常被认为是基因启动子激活的标志,而H3K9和H3K27甲基化则通常与基因沉默相关。
通过调控这些组蛋白甲基化位点的状态,细胞可以有效地控制基因的表达水平,从而调节细胞功能和生物过程。
近年来,研究人员通过高通量测序技术和生物信息学分析手段,成功地鉴定了大量的组蛋白甲基化位点。
通过比较不同组织、不同细胞状态下的组蛋白甲基化位点的变化,可以揭示组蛋白甲基化在细胞分化、发育和疾病发生发展中的重要作用。
在肿瘤细胞中,组蛋白甲基化位点的异常变化往往与肿瘤细胞增殖和侵袭能力的增强相关。
研究组蛋白甲基化位点的变化及其调控机制对于癌症的诊断和治疗具有重要意义。
组蛋白甲基化位点的研究还可以为精准医学和个性化治疗提供重要信息。
通过分析病人的组蛋白甲基化位点的状态,可以为疾病的分类、预后评估和治疗方案的选择提供依据。
在肿瘤治疗中,通过检测肿瘤细胞的组蛋白甲基化位点的状态,可以更准确地预测患者对特定治疗方案的疗效,从而实现个性化治疗的目标。
组蛋白甲基化位点的研究是分子生物学领域的热点研究方向之一,其重要性不言而喻。
随着技术的不断进步和研究的深入,相信组蛋白甲基化位点的研究将为我们揭示更多细胞调控机制的奥秘,为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和途径。
组蛋白甲基转移酶在炎症反应中作用机制的研究进展
组蛋白甲基转移酶在炎症反应中作用机制的研究进展申秦颢,肖逸雯,胡瑜,程蓓,罗应伟昆明医科大学附属口腔医院,昆明650106摘要:组蛋白甲基转移酶(HMTs)介导组蛋白甲基化修饰,在多种生理活动中发挥重要作用,可作为潜在的治疗靶点,用于治疗癌症、病毒感染等疾病。
HMTs被认为是调节炎症反应的靶分子群之一,分为蛋白质精氨酸甲基转移酶(PRMTs)和蛋白质赖氨酸甲基转移酶(PKMTs)。
PRMTs主要包括蛋白质精氨酸甲基转移酶1(PRMT1)、蛋白质精氨酸甲基转移酶5(PRMT5)、蛋白质精氨酸甲基转移酶2(PRMT2)/蛋白质精氨酸甲基转移酶6(PRMT6),PKMTs主要包括SUV39H1、SETDB1、SET8、ZEST同源增强子2(EZH2)等,上述HMTs可通过调节相关信号通路活化、Tregs细胞分化等途径参与骨关节炎、肺炎、子宫内膜炎、结肠炎、脑脊髓炎、血管炎、神经炎性疾病、牙髓炎、腹膜炎和肝炎等炎症反应的发生发展,为多种炎症性疾病的防治提供新的靶点。
关键词:组蛋白甲基转移酶;甲基化修饰;炎症反应doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2021.11.026中图分类号:R394文献标志码:A文章编号:1002-266X(2021)11-0099-05翻译后修饰是指蛋白质在合成之后发生的共价修饰,是蛋白质动态反应以及相互作用的分子基础,同时也是细胞信号调控的重要靶点。
组蛋白甲基化修饰是翻译后修饰的一种,由组蛋白甲基转移酶(HMTs)所介导。
HMTs分为蛋白质精氨酸甲基转移酶(PRMTs)和蛋白质赖氨酸甲基转移酶(PK⁃MTs),具有位点特异性,并在多种生理活动中发挥重要作用。
炎症是人体消除有害刺激的基本防御反应,但长期慢性炎症会导致多种疾病的发生,包括癌症、动脉粥样硬化、关节炎和牙周炎等。
近年来HMTs与炎症反应之间的相关性得到了人们的重视,然而其相关研究仍处于起步阶段。
本文对HMTs在炎症反应中的作用机制作一综述,为深入研究HMTs在炎症反应中的生物学作用提供依据。
常见组蛋白修饰调控滋养层细胞谱系分化的研究进展2024
常见组蛋白修饰调控滋养层细胞谱系分化的研究进展2024摘要胎盘是决定妊娠建立及维持胎儿正常生长发育的重要器官,其介导了母胎间的复杂对话。
滋养层细胞是执行胎盘功能的一类重要细胞类型,在胎盘发育过程中,滋养层干细胞可分化为多种滋养层细胞亚型,从而维持胎盘的结构和功能。
组蛋白修饰可通过调控染色质的结构及基因转录参与滋养层细胞谱系的建立和维持。
本文系统性总结了重要组蛋白甲基化及乙酰化修饰调控滋养层干细胞分化及胎盘发育的复杂作用及机制。
【关键词】胎盘;组蛋白修饰;滋养层干细胞滋养层细胞是执行胎盘功能的特化上皮细胞类型,参与了子宫螺旋动脉重塑、母胎血液循环建立、营养物质交换、激素分泌等重要生理过程[1-2]。
在胎盘发育过程中,滋养层干细胞分化形成不同的滋养层细胞亚型,以维持胎盘结构完整性及功能多样性[2]。
滋养层干细胞可通过自我更新维持一定的分化潜能,其干性缺失及后期分化异常可导致胎盘结构及功能障碍,与子痫前期、宫内生长受限、流产等不良妊娠结局密切相关[3-7]。
现有研究表明,组蛋白修饰作为一种重要表观遗传调控方式,可通过调节滋养层细胞谱系分化过程中特异基因的时空表达参与滋养层细胞干性的维持及命运决定[8]。
本文主要针对代表性组蛋白甲基化及乙酰化修饰在滋养层干细胞分化中的作用进行综述。
一.,滋养层细胞分化与胎盘发育在人类胚胎发育早期,受精卵通过卵裂逐步形成由外周的滋养外胚层(trophectoderm,TE)及内侧的内细胞团(innercellmassJCM)组成的囊胚,从而构成胚胎植入及后续胎盘发育的起点[9]。
所有胎盘滋养层细胞亚型均来自于滋养外胚层细胞,主要包括细胞滋养层细胞(cytotrophoblast,CTB)、合胞体滋养层细胞(Syncytiotrophoblast,STB)及绒毛外滋养层细胞(extravilloustrophoblast,EVT)等[10-11]。
在胚胎植入过程中,与子宫内膜上皮细胞接触的滋养层细胞发生初级合体化形成初级合体滋养层细胞,介导胚胎侵入子宫内膜上皮[12]。
组蛋白翻译后修饰的类型
组蛋白翻译后修饰的类型组蛋白翻译后修饰的类型组蛋白和组蛋白翻译后修饰通过影响染色质的结构来调控基因的表达,目前已成为表观遗传学研究的焦点之一。
染色质是一系列核小体相互连接成的念珠状结构。
核小体的核心是由组蛋白H2A 、H2B、H3 、H4各两个分子构成的八聚体, 在八聚体的表面缠绕有圈的双螺旋DNA。
相邻的两个核小体之间由DNA连接, 称为纤丝(fiber), 在纤丝部位结合有组蛋白分子H1。
在组蛋白H1存在时,核小体之间紧密接触,形成直径为10nm的纤维状结构。
这就是染色体构型变化的一级结构。
在染色质中, DNA 和组蛋白是染色质的稳定成分,组蛋白与DNA的含量之比接近1∶1 。
组蛋白是染色质的主要蛋白质成分,通过带正电荷的氨基末端区域与带负电荷的DNA骨架相互作用, 对基因的表达有重要调控作用。
染色体活性调控的一个重要的机制是组蛋白的可逆共价修饰,通常容易发生在组蛋白H3和H4的N端尾部,组蛋白H2A和H2B的N和C末端,包括甲基化,乙酰化,磷酸化,ADP-核糖基化,泛素化和小分子类泛素化修饰,这些翻译后修饰可改变组蛋白与DNA之间的相互作用,影响调控复合物与染色质结合的能力及染色质重塑,进而影响着细胞的多种功能。
⒈甲基化组蛋白甲基化是由组蛋白甲基化转移酶(histonemethyltransferase,HMT)完成的。
甲基化可发生在组蛋白的赖氨酸和精氨酸残基上,而且赖氨酸残基能够发生单、双、三甲基化,而精氨酸残基能够单、双甲基化,这些不同程度的甲基化极大地增加了组蛋白修饰和调节基因表达的复杂性。
甲基化的作用位点在赖氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)的侧链N原子上。
组蛋白H3的第4、9、27和36位,H4的第20位Lys,H3的第2、l7、26位及H4的第3位Arg都是甲基化的常见位点。
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。
组蛋白甲基化与去甲基化
组蛋白甲基化与去甲基化的机制及功能研究摘要:组蛋白修饰是真核生物中最重要的控制基因转录调节的表观遗传修饰之一。
其中,组蛋白甲基化和去甲基化又是组蛋白最主要的并且研究较为清楚的修饰种类。
经典的分子生物学和基因工程工具为组蛋白甲基化和去甲基化提供了很有利的研究手段。
在此,我们回顾了一下此方面成就和进展,对组蛋白甲基化和去甲基化的机制和功能进行了较为详细的介绍。
关键词:组蛋白甲基化去甲基化机制功能核小体是染色质的基本组成单位,是由4种核心组蛋白(H3、H4、H2A、H2B)叠加构成的一种八聚体复合物,同时也是DNA的载体,其外盘绕着核酸链。
4种组蛋白结合紧密,但其N端“尾部”却伸向核小体外侧,是各种组蛋白修饰酶的作用靶点,这些修饰在基因的转录调控中发挥着重要作用:一方面它们能够改变染色质的结构状态而影响转录;另一方面,它们也可作为某些转录因子的识别位点和结合平台,从而募集基因转录的调控因子[1]。
组蛋白修饰有很多种,如:甲基化、乙酰化、范塑化等。
组蛋白修饰可以发生在不同的位点,同一位点也可以发生不同的组蛋白修饰,这些修饰通过影响组蛋白-DNA和组蛋白-组蛋白的相互作用而改变染色质的结构。
单一的组蛋白修饰往往不能独立地发挥作用,一种修饰的存在可以指导或抑制同一组蛋白上另一修饰的存在,形成一个修饰的级联。
这些修饰可以作为一种标志或语言,也被称为“组蛋白密码”[1],组蛋白密码大大丰富了传统遗传密码的信息含量。
组蛋白甲基化是目前研究相对清楚的一种组蛋白修饰。
组蛋白甲基化是由组蛋白甲基化转移酶(histone methylation transferase,HMT)完成的,可以发生在赖氨酸和精氨酸两种氨基酸残基上。
赖氨酸可以分别被一、二、三甲基化,精氨酸只能被一、二甲基化,这些不同程度的甲基化极大地增加了组蛋白修饰和调节基因表达的复杂性。
其中,组蛋白H3的K4、K9、K27、K36、K79、H4的K20和H3的R2、Rl7、R26及H4的R3均可被甲基化。
组蛋白H3赖氨酸位点甲基化修饰对骨骼肌细胞分化的调控作用
组蛋白H3赖氨酸位点甲基化修饰对骨骼肌细胞分化的调控作用【摘要】组蛋白H3赖氨酸位点甲基化修饰在骨骼肌细胞分化中起着重要调控作用。
本文从分子水平探讨了甲基化修饰对骨骼肌细胞关键基因表达的调控机制,以及在分化过程中的动态变化。
研究发现,组蛋白H3在骨骼肌细胞分化中的甲基化水平与细胞命运决定密切相关,与其他修饰方式协同作用影响细胞分化。
未来的研究应该着重探索组蛋白H3赖氨酸位点甲基化在骨骼肌疾病治疗中的应用前景,以及其在临床上的意义。
这些研究结果有望为深入了解骨骼肌细胞分化调控机制提供新的思路,为相关疾病的治疗提供新的策略。
【关键词】组蛋白H3, 赖氨酸位点, 甲基化修饰, 骨骼肌细胞, 分化调控, 关键基因表达, 分子机制, 协同作用, 重要性, 未来研究, 临床意义, 应用前景1. 引言1.1 背景介绍骨骼肌是人体最主要的运动器官,其功能和结构都受到多种因素的调控。
近年来,研究表明组蛋白H3赖氨酸位点的甲基化修饰在骨骼肌细胞分化中发挥着重要的调控作用。
组蛋白H3是构成核小体的主要蛋白质之一,而其在骨骼肌细胞中的甲基化修饰则可以影响基因的转录活性,从而调控细胞的分化过程。
在骨骼肌细胞分化过程中,组蛋白H3赖氨酸位点的甲基化修饰会影响到关键基因的表达,进而影响细胞的功能和特性。
这种修饰方式具有动态性,会随着细胞分化的不同阶段而发生变化,从而形成具有时序性的分化过程。
了解组蛋白H3赖氨酸位点甲基化修饰在骨骼肌细胞分化中的作用机制,不仅有助于进一步揭示细胞分化调控的分子机制,还为相关疾病的治疗和预防提供了新的靶点和策略。
深入研究组蛋白H3赖氨酸位点的甲基化修饰对骨骼肌细胞分化的调控作用具有重要的意义和价值。
1.2 研究目的引言通过本研究,我们希望能够全面了解组蛋白H3赖氨酸位点甲基化在骨骼肌细胞分化中的重要性,为深入探究其相关分子机制提供理论基础。
我们也希望能够为将来的临床研究和治疗提供新的思路和方法,推动骨骼肌相关疾病的诊断与治疗领域向前发展。
EZH2Ezh2组蛋白甲基化酶组蛋白甲基转移酶关键调控因子
EZH2Ezh2组蛋⽩甲基化酶组蛋⽩甲基转移酶关键调控因⼦以Ezh2为例,彻底搞明⽩⼀个调控因⼦regulator的调控原理。
这个是⼀个⾮常典型的调控因⼦,⼴泛涉及了epigenome, regulatome and transcriptome,这⾥还会加⼊miRNA,⼀旦把这个搞清楚了将会受益⽆穷。
Polycomb-group proteinsPolycomb Group (PcG) Proteins - 这⾥强调的是⼀个蛋⽩家族Polycomb repressive complexes (PRCs) - 这⾥强调的是⼀个复合体蛋⽩- nature reviewPolycomb group (PcG) proteins are epigenetic regulators of transcription that have key roles in stem-cell identity, differentiation and disease. Mechanistically, they function within multiprotein complexes, called Polycomb repressive complexes (PRCs), which modify histones (and other proteins) and silence target genes.HOX familyPolycomb-group proteins are a family of protein complexes first discovered in fruit flies that can remodel chromatin such that epigenetic silencing of genes takes place. Polycomb-group proteins are well known for silencing Hox genes through modulation of chromatin structure during embryonic development in fruit flies (Drosophila melanogaster).They derive their name from the fact that the first sign of a decrease in PcG function is often a homeotic transformation of posterior legs towards anterior legs, which have a characteristic comb-like set of bristles. 这个名字的来源很懵。
组蛋白赖氨酸甲基转移酶在糖尿病中的研究进展
组蛋白赖氨酸甲基转移酶在糖尿病中的研究进展包志伟; 杨天竹; 刘洋; 王志刚【期刊名称】《《中国医药导报》》【年(卷),期】2019(016)025【总页数】4页(P45-48)【关键词】组蛋白; 组蛋白甲基化; 赖氨酸甲基转移酶; 糖尿病【作者】包志伟; 杨天竹; 刘洋; 王志刚【作者单位】哈尔滨医科大学(大庆)医学检验与技术学院生物化学教研室黑龙江大庆 163319【正文语种】中文【中图分类】R587.1糖尿病是在遗传因素与环境因素相互作用下,以胰岛素的分泌和利用异常引发的高血糖为特征的代谢性疾病,目前尚无根治方法。
糖尿病分为两型,1 型糖尿病主要与免疫系统缺陷和遗传因素有关,2 型糖尿病主要与胰岛素抵抗和肥胖有关,在我国糖尿病患者中有90%是2 型糖尿病患者。
胰岛素的分泌和利用是糖尿病发生发展的关键因素,胰岛素分泌和发挥功能的过程又受到许多因素的调节,如胰岛素受体和胰岛素样生长因子1 的分子含量变化影响胰岛素亲和能力[1]。
许多组蛋白修饰酶在代谢疾病中起着至关重要的作用,包括糖尿病及其并发症。
组蛋白甲基化调节酶在代谢疾病中的作用也引起了人们的关注,多种组蛋白赖氨酸甲基转移酶与糖尿病及其并发症的发生发展有关,因此本文对组蛋白赖氨酸甲基转移酶在糖尿病及其并发症中的研究进展作一简要综述。
1 影响组蛋白甲基化的相关因素组蛋白甲基化是表观遗传学中组蛋白修饰的主要形式之一。
组蛋白甲基转移酶和组蛋白脱甲基酶共同完成组蛋白甲基化修饰这一动态过程。
组蛋白的甲基化主要发生在H3 和H4 的赖氨酸(lysine,K)和精氨酸(arginine,R)上,组蛋白赖氨酸甲基转移酶主要由SET(Su var 3-9,E z,Trithorax)结构域家族和非SET 结构域家族的甲基转移酶完成。
目前,对SET 结构域家族研究相对充分。
H3K4、H3K36、H3K79 的甲基化主要参与基因激活,而H3K9、H3K20、H3K27 的甲基化主要参与基因沉默。
常见组蛋白修饰
常见组蛋白修饰1、H3K27ac组蛋白H3上的第27位赖氨酸残基发生乙酰化,与较高的转录激活有关,因此被定义为活性增强子信号,H3K27ac在TSS(转录起始位点)的近端远端都有发现。
1.1、赖氨酸的乙酰化与去乙酰化蛋白质通常在赖氨酸残基上发生乙酰化,这个反应依赖于乙酰辅酶A作为乙酰基团的供体。
在组蛋白乙酰化和去乙酰化过程中,组蛋白在N-末端赖氨酸残基上乙酰化和去乙酰化,是基因调控的一部分。
这些反应是由具有组蛋白乙酰转移酶(HAT)或组蛋白去乙酰化酶(HDAC)活性的酶催化的,尽管HATs和HDACs也可以改变非组蛋白的乙酰化状态。
通过乙酰化和去乙酰化对转录因子、效应蛋白、分子伴侣(molecular chaperones)和细胞骨架蛋白的调控是一种重要的翻译后调控机制。
这些调节机制类似于激酶和磷酸酶作用下的磷酸化和去磷酸化。
蛋白质的乙酰化状态不仅可以改变其活性,而且最近有研究表明,这种翻译后修饰还可以与磷酸化、甲基化、泛素化、素酰化等相互作用,以动态控制细胞信号转导。
1.2、与H3K4me1的平衡由于H3K27ac和H3K27me3修饰在组蛋白尾部的相同位置,它们相互拮抗。
H3K27ac常用于寻找活性增强子和平衡增强子,这些增强子是由含有所有增强子的另一个增强子标记H3K4me1减去的1.3、基因上调乙酰化通常与基因的上调有关。
H3K27ac是一个积极的增强标记。
它存在于基因的远端和近端区域。
它在转录起始位点(TSS)中富集。
H3K27ac与H3K27me3共享一个位置,它们之间存在拮抗作用。
2、H3K27me3H3K27me3是组蛋白H3上的27位赖氨酸发生三甲基化,这种三甲基化通过形成异染色质区域下调附近基因。
2.1 机制与功能在赖氨酸27上放置抑制标记需要通过转录因子募集染色质调节子。
这些修饰物要么是组蛋白修饰复合物(这些复合物可以共价修饰组蛋白以在核小体周围移动并打开染色质),要么是染色质重塑复合体(涉及核小体的移动而无需直接修饰它们)。
wiedemann-steiner综合征伴发育迟缓kmt2a基因变异分析一例
2019年12月B 第6卷/第35期Dec. B. 2019 V ol.6, No.35114实用妇科内分泌电子杂志Electronic Journal of Practical Gynecologic EndocrinologyWiedemann-steiner综合征伴发育迟缓KMT2A基因变异分析一例曹旭英1,黄 轲2,崔岳崇1(1.义乌市妇幼保健院儿童保健部,浙江 义乌 322000; 2.浙江大学医学院附属儿童医院内分泌科,浙江 杭州 310003)【摘要】目的 对一例生长速度缓慢的女性患儿进行遗传学分析。
方法 使用高精度临床外显PLUS 的检测方法对患儿、父亲和母亲同时进行,并进行一代和二代测序验证。
结果 检测到患者KMT2A 基因杂合变异c.9762_9765delGATT (p. I3255Tfs*14),疑似新发突变。
结论 KMT2A 基因杂合变异c.9762_9765delGATT (p. I3255Tfs*14)可能是患儿的遗传学病因。
【关键词】发育迟缓;KMT2A 基因;高精度临床外显PLUS 检测【中图分类号】R714 【文献标识码】A 【文章编号】ISSN.2095-8803.2019.35.114.03Wiedemann-steiner 综合征是一种罕见的常染色体显性遗传病,自韦德曼等人[1]首次报告以来(OMIM 605130),迄今所报告的WDSTS 病例,仅描述了三十几例患者。
除了矮小、面部畸形、精神运动延迟、智力低下等非特异性表征外,WDSTS 还表现为多毛症。
最近,3项研究发现MLL/KMT2A 基因突变导致组胺甲基转移酶活性不足是WDSTS 的原因。
MLL/KMT2A 基因的基因改变范围很广,包括错义突变、移码插入或缺失、无义突变和外显子模型[2-4]。
但目前关于其确切遗传机制仍不清楚。
在本研究中,我们描述了一位女性患儿的临床表现,并应用高精度临床外显PLUS 的检测对其进行基因变异分析,最终确认其为Wiedemann-steiner 综合征KMT2A 基因杂合变异。
组蛋白甲基转移酶NSD家族的研究进展
组蛋白甲基转移酶NSD家族的研究进展赵敏;肖辉;潘之(综述);杨桂兰(审校)【摘要】Lysine methylation of histones is catalyzed by methyltransferases containing the evolutionarily conserved SET domain,and plays a criticalrole in various biological processes .Here is to summarize the functions of NSD family focusing on discussion of the recent advances and important role of NSD 2 in various diseases,especially in some tumors.Finally,we speculate that NSD2 is closely associated with tumor suppres-sor proteinp53 .%组蛋白的甲基化修饰主要是由一类含有SET结构域的甲基转移酶来完成的,在包括基因表达调控等多种生物学过程中发挥重要作用。
该文介绍了NSD甲基转移酶家族各成员的功能,重点讨论NSD2在分子、细胞水平的研究进展及在多种疾病,尤其是肿瘤的发生、发展中发挥的重要作用;并根据文献及生物学分析,推测NSD2与抑癌蛋白p53关系密切。
【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】3页(P1370-1372)【关键词】NSD家族;NSD2的功能;肿瘤【作者】赵敏;肖辉;潘之(综述);杨桂兰(审校)【作者单位】兰州军区兰州总医院皮肤科,兰州730000;兰州军区兰州总医院皮肤科,兰州730000;兰州军区兰州总医院皮肤科,兰州730000;兰州军区兰州总医院皮肤科,兰州730000【正文语种】中文【中图分类】Q291;Q74组蛋白是染色质基本结构核小体的重要组成部分,其翻译后N端经过包括甲基化、磷酸化、泛素化、生物素化和ADP核糖基化等多种修饰[1-4],这些修饰作为表观遗传学中重要的调控机制,在转录调控和染色质重构等多种生物学过程中发挥重要作用[5]。
组蛋白甲基化在肝脏脂肪沉积中的研究进展
组蛋白甲基化在肝脏脂肪沉积中的研究进展刘洋;张冰;黄时顺;李欣;王志刚【摘要】In recent years,with the increasing number of fatty liver patients,research on the mechanism of fatty deposits has also graduallygot deeper.It has been found that histone methylation will change in liver fat deposition,and some of the histone methyltransferases and demethylases can affect the fat generation gene expression by direct or indirect influence and eventually result in fat deposits.The fatty liver caused by a large amount of fatty deposits then further develops into liver fibrosis,liver cirrhosis and even liver cancer,and the best intervention timing is the reversible fatty liver stage.Therefore,discussion on the related mechanism of histone methylation in causing fat deposition has far-reaching significance for the prevention and treatment of fatty liver.%近年来随着脂肪肝患者的增多,对脂肪沉积发生机制的研究也逐渐深入.现已发现在肝脏脂肪沉积时组蛋白甲基化会发生改变,并且一些组蛋白甲基转移酶和脱甲基酶可以通过直接或间接作用影响脂肪生成相关基因的表达,最终导致脂肪沉积.大量脂肪沉积导致脂肪肝并进一步发展为肝纤维化、肝硬化甚至肝癌,脂肪肝阶段病程可逆是介入干预治疗的最佳时机.因此,探讨组蛋白甲基化在引起脂肪沉积中的相关机制对于预防和治疗脂肪肝具有深远意义.【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2017(023)009【总页数】6页(P1665-1669,1674)【关键词】组蛋白甲基化;甲基转移酶;脱甲基化酶;脂肪沉积【作者】刘洋;张冰;黄时顺;李欣;王志刚【作者单位】哈尔滨医科大学(大庆)医学检验与技术学院生物化学教研室,黑龙江大庆 163319;哈尔滨医科大学(大庆)医学检验与技术学院生物化学教研室,黑龙江大庆 163319;哈尔滨医科大学(大庆)医学检验与技术学院生物化学教研室,黑龙江大庆 163319;哈尔滨医科大学(大庆)医学检验与技术学院生物化学教研室,黑龙江大庆 163319;哈尔滨医科大学(大庆)医学检验与技术学院生物化学教研室,黑龙江大庆 163319【正文语种】中文【中图分类】R34脂肪肝是一种常见的慢性病,是仅次于病毒性肝炎的第二大肝病,被公认为隐蔽性肝硬化的常见原因,有5%~10%的脂肪肝患者发展为肝硬化[1-2]。
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组蛋白赖氨酸n-甲基转移酶
组蛋白赖氨酸n-甲基转移酶(histone lysine N-methyltransferase,简称HKMT)是一种催化酶,能够在组蛋白上转移甲基,参与到染色质构型的调节和基因表达的调控中。
组蛋白是细胞核中一类基本的碱性蛋白质,其主要作用是包裹DNA,形成染色体结构。
组蛋白的N-末端含有众多赖氨酸残基(Lys),这些赖氨酸残基在细胞分化和发育过程中,会被各种不同的修饰酶修饰成乙酰化、磷酸化、甲基化、泛素化等不同状态,从而影响染
色质的结构和功能。
HKMT的主要功能就是在组蛋白N-末端的赖氨酸残基上加上一或多个甲基,形成不同的甲基化状态。
这种甲基化修饰是一种静态和可逆的表观遗传标记,能够影响细胞功能和基
因表达。
在低等生物中,组蛋白的甲基化通常是在H3和H4上发生的,而在哺乳动物中,HKMT将更多地作用于H3的K4、K9、K27和K36上。
HKMT的甲基转移作用能够影响染色质的结构和功能,并参与到许多生物过程中。
首先,HKMT的活动能够增加组蛋白与DNA的紧密程度,从而加强染色质的结构稳定性。
其次,HKMT的甲基化作用也能影响基因转录水平,因为组蛋白的甲基化状态能够影响DNA的可及性和RNA聚合酶的结合。
通过甲基化作用,HKMT也能滋生不同的染色质状态,从而参与到细胞分化和发育等生物过程中。
尽管HKMT在细胞功能和生物学过程中担任着许多重要角色,但对其机制的深入了解仍然有待进一步研究。
不仅仅如此,HKMT的失调还与许多疾病的发生和发展密切相关,因此对HKMT的研究也具有重要的临床应用前景。