高迁移率族核小体结合蛋白及其应用潜能

高迁移率族核小体结合蛋白及其应用潜能

骆辑;潘润桑;聂瑛洁;陈辉;罗振华;何志旭

【摘要】高迁移率族核小体结合蛋白(High-mobility group nucleosome-binding proteins,HMGN)几乎存在于所有哺乳动物和多数脊椎动物的细胞核中,属于HMG蛋白家族.HMGN是现在唯一已知的特异性结合在核小体上的非组蛋白,能够改变染色质的结构、增强染色质模板的转录/复制,参与DNA复制/表达、细胞分化、器官发育及基因表达调控等细胞的生命活动.目前,HMGN包括HMGN1、HMGN2、HMGN3、HMGN4和HMGN5.研究显示,HMGN1据其所在位置的不同,有着截然不同的功能.在细胞核内,HMGN1作为一种特殊定位的生物蛋白,与核小体直接结合而调节基因的转录和影响染色质的结构;在细胞外环境,HMGN1通过toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)促进抗原提呈细胞(Antigen-presenting cells,APCs)的活化和补充,从而促进特定抗原免疫应答.警报素(Alarmins)是一种内源性介质,当机体受到危险信号刺激时,它能快速的释放到细胞外,招募并激活APCs 增强特异性免疫和非特异性免疫反应.认识HMGN及其作用对其在多方面的应用有重要意义.%High-mobility group nucleosome-binding proteins are members of the high mobility group protein family.HMGN exists in the nucleus of the almost all mammals and most vertebrates.HMGN are the only non-histone proteins known to specifically bind inside the nucleosomes,which can change chromatin structure,enhance transcription and replication of chromatin template,and participate in DNA replication and expression,cell differentiation,organ development and gene expression regulation and other cell life activities.HMGN protein family is composed of five proteins,HMGN1 through 5.Previous studies indicated

that HMGN1 has two distinct functions depending on its position.In nucleus,HMGN1 acts as a location-specific biological protein,and can regulate gene transcription and influence chromatin structure by directly binding to nucleosomes.Ho-wever,extracellular HMGN1 promotes antigen-specific immune responses by promoting the activation and recruitment of antigen-presenting cells(APCs)through toll-like receptor

4(TLR4).Alarmins,as endogenous mediators,could be rapidly released from cells in response to dangerous signals.Alarmin then recruits and ac-tivates APCs to enhance innate and adaptive immune responses.HMGN1 is a recently identified alarmin.He-re,we introduce the HMGN and its potential role in medical and other possible fields.

【期刊名称】《山地农业生物学报》

【年(卷),期】2017(036)003

【总页数】7页(P68-74)

【关键词】高迁移率族核小体蛋白(HMGN);警报素;核小体;免疫

【作者】骆辑;潘润桑;聂瑛洁;陈辉;罗振华;何志旭

【作者单位】贵州大学药学院,贵州贵阳 550025;贵州医科大学研究生院,贵州贵阳 550000;贵州大学医学院贵州省人民医院科教处,贵州贵阳 550001;贵州大学医学院贵州省人民医院科教处,贵州贵阳 550001;贵州大学医学院贵州省人民医院科教处,贵州贵阳 550001;贵州医科大学,贵州贵阳 550000

【正文语种】中文

【中图分类】R392.11

HMG蛋白的首次发现是在1973年，Johns EW与同事Goodwin GH和Sanders C从小牛胸腺细胞中通过0.35-M-NaCl提取分离得到两组蛋白质[1，2]，一组蛋白易溶于10%的三氯乙酸，因在聚丙烯酰胺凝胶电泳中迁移快速，将其称

为“高迁移率族”蛋白，即HMG蛋白；另一组蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶电泳中迁移较慢，将其称为“低迁移率族”蛋白[1]。随后，实验通过凝胶过滤部分分离HMG蛋白发现，HMG蛋白中至少含有两种蛋白，命名为蛋白1(HMG-1)和蛋白

2(HMG-2)，这两种蛋白质的酸/碱性氨基酸都超过55%，每个细胞核中约105分子的HMG-1和2[1，2]。

1897年，Walther Flemming使用苯胺染色确定了染色体[3]，DNA和染色体蛋

白精确的相互作用调节染色体的结构、动力学和功能，从而有利于基因组的稳定和基因调控[4，5]。染色体蛋白分为几类，组蛋白是主要的一类带正电的染色体蛋白，包括H1，H2A，H2B，H3和H4[6]。组蛋白与带负电荷DNA紧密结合压缩成更为紧凑的结构，称之为核小体。核小体是染色体的基本重复单元，每个核小体由147 bp的DNA缠绕组蛋白八聚体近两圈形成[7]。第二类染色体蛋白质是由几个丰度相对较低，具有组织特异性的高盐尿素不溶性蛋白[8，9]，这些蛋白质包括核基质蛋白、染色体骨架蛋白和负责调节DNA主要过程(例如：复制、转录、修复

和重组)的酶[7]。第三类染色体蛋白就是HMG蛋白，它是继组蛋白之后含量最为丰富的一组染色体蛋白，也是一类广泛分布于真核细胞中的非组蛋白核蛋白，它在建立活性和非活性染色质领域发挥着整体基因功能[10]。HMG蛋白与DNA或染

色质发生结合使其形变或弯折，或促进其他调节蛋白的结合，或影响其与表达有关的结构，影响大分子复合物的形成，从而调节转录的起始过程[11]。

广义的HMG蛋白分为两类：一类是HMG-基序蛋白，一类是经典的HMG蛋白，HMG-基序蛋白的蛋白质序列中含有一个或数个HMG的DNA结合结构域，细胞