组蛋白修饰读后感

《组蛋白修饰组合模式研究进展》课后感

基因的表达调控是一个受多因素影响的复杂过程，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，ADP核糖基化等等，这些修饰都会影响基因的转录活性。组蛋白的翻译后修饰不仅与染色体的重塑和功能状态紧密相关，而且在决定细胞命运、细胞生长以及致癌作用的过程中发挥着重要的作用，这堂课，老师主要给我们介绍了组蛋白的不同修饰方式及调节方法。

表观遗传学涉及到DNA甲基化、组蛋白修饰染色体重塑和非编码RNA调控等内容，其中组蛋白修饰包括组蛋白的乙酰化、磷酸化、甲基化、泛素化及ADP核糖基化等，这些多样化的修饰以及它们时间和空间上的组合与生物学功能的关系又可作为一种重要的表观标志或语言，因而被称为“组蛋白密码”，相同组蛋白残基的磷酸化与去磷酸化、乙酰化与去乙酰化、甲基化与去甲基化等，以及不同组蛋白残基的磷酸化与乙酰化、泛素化与甲基化、磷酸化与甲基化等组蛋白修饰之间既相互协同又互相拮抗，形成了一个复杂的调节网络。对组蛋白修饰内在调节机制的研究将丰富“组蛋白密码”的内涵。组蛋白的不同化学修饰之间相互作用，不仅表现为同种组蛋白不同残基的一种修饰能加速或抑制另一修饰的发生，并且在影响其他组蛋白

残基的同时，也受到另外组蛋白残基修饰的调节。另一方面，组蛋白上相同氨基酸残基不同修饰之间也会发生协同或者拮抗。同一组蛋白的不同修饰类型之间发生相互影响称顺式作用，不同组蛋白的修饰之间发生的相互影响称反式作用。以上是我对这堂课中概念的理解。

组蛋白修饰及组蛋白密码是表观遗传调控的重要内容，因为它不仅表现为直接调控基因的表达，而且由于与DNA的密切接触，通过对DNA的修饰而影响相关基因的活性。但是，迄今为止，关于组蛋白修饰的机制，特别是组蛋白修饰间调节的相关报道，还不是很多，且具体的机制还远不太清楚因此，阐明组蛋白修饰网络化调节的机制依然任重道远。

组蛋白翻译后修饰的类型汇编

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1.75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勺含量之比接近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。 1?甲基化 组蛋白甲基化是由组蛋白甲基化转移酶（hist on emethyltra nsferase ，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、二甲基化，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、17、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。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。例如，H3第4位的赖氨酸残基甲基化与基因激活相关，而第9位和第27位赖氨 酸甲基化与基因沉默相关。此外，H— K20的甲基化与基因沉默相关，H3- K36 和 H3-K79的甲基化与基因激活有关。但应当注意的是，甲基化个数与基因沉默和激活的程度相关。 2?乙酰化 组蛋白乙酰化主要发生在H3 H4的N端比较保守的赖氨酸位置上，是由组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶协调进行。组蛋白乙酰化呈多样性，核小体上有多个位点可提供乙酰化位点，但特定基因部位的组蛋白乙酰化和去乙酰化是以一种非随机的、位置特异的方式进行。乙酰化可能通过对组蛋白电荷以及相互作用蛋白的影响，来调节基因转录。早期对染色质及其特征性组分进行归类划分时就有人总结指出：异染色质结构域组蛋白呈低乙酰化，常染色质结构域组蛋白呈高乙酰化。最近有研究发现，某些HAT复合物含有一些常见的转 录因子，某些HDAC复合物含有已被证实的阻遏蛋白。这些发现支持了高乙酰化与激活基因表达、低乙酰化与抑制基因表达有关的看法。 3. 磷酸化 组蛋白H3在有丝分裂过程中，两个丝氨酸残基SerlO和Ser28发生了磷酸化作用。Ser10磷酸化组蛋白H3首先出现在G2晚期的核周缘，Ser28磷酸化组蛋白

组蛋白修饰

造血干细胞髓系分化中相关基因组蛋白修饰特征的研究 造血干细胞是一种多潜能干细胞，具有自我更新和多向分化潜能。它的多向分化潜能限定于造血系统的全体细胞包括红系细胞、粒系细胞、巨核系细胞、以及T、B淋巴细胞等。伴随造血干细胞系特异分化的是多向分化潜能的丢失和系相关基因的活化与非相关基因的沉默。其具体的调控机制如何，目前尚不清楚。表观遗传学（epigentics）是研究不改变DNA序列而由于其外部修饰引起的基因开放与否的学科，涉及的主要机制有DNA甲基化、组蛋白修饰、基因印记、RNA干扰等。其中研究得最多是DNA甲基化和组蛋白乙酰化、组蛋白甲基化，这些修饰与活化或失活染色质的结构形成相关。目前研究显示表观遗传修饰在胚胎干细胞（embryonic stem cells，ESC）的多潜能性的维持和向各系分化的过程中发挥了重要作用，并提出了共价修饰的模型。而表观遗传修饰在造血干细胞的多潜能性的维持和系特异分化中对相关基因的调控作用尚不明确。因此本课题通过从与染色质状态形成密切相关的组蛋白修饰这个角度去观察造血相关基因在富集造血干细胞的CD34+CD38-细胞和系特异分化后细胞中的特征来探讨了染色质构象在造血干细胞多潜能特性的维持和系特异分化中对相关基因的调控作用，为造血发育、造血干细胞的体外扩增与移植和白血病发病机制的研究提供新的思路。本研究分为以下三部分。第一部分脐带血来源的CD34+CD38-细胞的体外纯化和向各系的诱导分化目的：建立一个可行的从脐带血中分选出 CD34+CD38-细胞的方法，并在体外摸索出有效的粒系、红系和巨核系的分化体系，为后续实验提供可靠的细胞标本。方法：①采用免疫磁珠分选法（magnetic activated cell sorting，MACS）正性分选出CD34+细胞，再通过二次负性分选选出CD34+CD38-的细胞并用流式细胞术检测其纯度和用台盼蓝拒染法检测细胞活率。②在体外应用 SCF+IL-3+G-CSF或EPO或TPO细胞因子的组合分别诱导CD34+CD38-的细胞向粒系、红系以及巨核系分化。用细胞计数法绘制其各系细胞的增殖曲线及用流式细胞术检测诱导分化的效率。结果：①用抗CD34磁珠第一次分选CD34+细胞后，CD34+细胞的纯度可达95.24±1.03％；第二次分选后，CD34+/CD38-细胞的纯度为90.23±2.52％。分选前后细胞活力为均可达99％以上。②体外诱导分化14天时，粒系细胞数增加了 1186.67±106.1倍，红系细胞数增加了894.67±48.22倍，巨核系细胞数增加了

组蛋白修饰 (2)

组蛋白修饰，英文histone modification H3·H4 的乙酰化可打开一个开放的染色质结构, 增加基因的表达。转录共同激活物如CBPöP 300、PCA F 实质上是体内的组蛋白乙酰基转移酶(HA T)。相反, HDAC 参与组成转录共同抑制复合物, 已发现的两个共同抑制复合物S IN 3、M i22NHRD(核小体重塑蛋白去乙酰基酶) 都含有HDAC1、HDAC2。S IN 3 的组成为核心(HDAC1、HDAC2、RBA P46öRBA P48 ) + S IN 3AöS IN 3B、SA P30öSA P18共同构成。S IN 3 复合物通过组分S IN 3A 与序列特异性转录因子或共同抑制物包括mael2max, 核激素受体N 2CORöSMRT、甲基化CPG 粘附蛋白(N ECP2、MBD2)相互作用。 所起作用 M i22NHRD 由核心(HDAC1、HDAC2、RBA P46öRBA P48) + M i2、M TA 1öM TA 2、MBD3 组成, 其中MBD3 含有MBD 样序列, 与甲基化DNA 有低亲和力, 分析发现MBD3 与甲基化有关的氨基酸被置换, 由此推测MBD3 与MBD2 相互作用而使M i22NURD 与甲基化DNA 结合。由此看出, DNA 甲基化和组蛋白去乙酰化协同作用共同参与转录阻遏。此外,M i22NURD 还有染色质重塑活性, 所以S IN 3 和M i22 NURD 可能分别在长期和短期转录阻遏调节中起作用。 组蛋白修饰形式 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。 组蛋白修饰方式 1．甲基化组蛋白甲基化是由组蛋白甲基化转移酶(histonemethyl transferase，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。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。例如，H3第4位的赖氨酸残基甲基化与基因激活相关，而第9位和第27位赖氨酸甲基化与基因沉默相关。此外，H4—K20的甲基化与基因沉默相关，H3—K36和H3—K79的甲基化与基因激活有关。但应当注意的是，甲基化个数与基因沉默和激活的程度相关。 2．乙酰化组蛋白乙酰化主要发生在H3、H4的N端比较保守的赖氨酸位置上，是由组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶协调进行。组蛋白乙酰化呈多样性，核小体上有多个位点可提供乙酰化位点，但特定基因部位的组蛋白乙酰化和去乙酰化是以一种非随机的、位置特异的方式进行。乙酰化可能通过对组蛋白电荷以及相互作用蛋白的影响，来调节基因转录。早期对染色质及其特征性组分进行归类划分时就有人总结指出：异染色质结构域组蛋白呈低乙酰化，常染色质结构域组蛋白呈高乙酰化。最近有研究发现，某些HAT复合

组蛋白修饰

组蛋白 科技名词定义 中文名称：组蛋白 英文名称：histone 定义1：一组进化上非常保守的碱性蛋白质，其中碱性氨基酸(Arg，Lys)约占25%，存在于真核生物染色质，分为5种类型(H1，H2A，H2B，H3，H4)，后4种各2个形成组蛋白八聚体，构成核小体的核心，占核小体质量的一半。 所属学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；氨基酸、多肽与蛋白质（二级学科） 定义2：存在于真核生物染色质中的一组进化上非常保守的碱性蛋白质。分为H1、H2A、 H2B、H3、H4五种类型，是构成核小体的核心。 所属学科：细胞生物学（一级学科）；细胞化学（二级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 百科名片 组蛋白（histones）真核生物体细胞染色质中的碱性蛋白质，含精氨酸和赖氨酸等碱性氨基酸特别多，二者加起来约为所有氨基酸残基的1/4。组蛋白与带负电荷的双螺旋DNA结合成DNA-组蛋白复合物。因氨基酸成分和分子量不同，主要分成5类。组蛋白是真核生物染色体的基本结构蛋白,是一类小分子碱性蛋白质,有五种类型：H1、H2A、H2B、H3、H4，它们富含带正电荷的碱性氨基酸,能够同DNA中带负电荷的磷酸基团相互作用。 目录 简介 概述 组蛋白-组成部分 合成修饰 医学应用 成分 含量 分类和特征

编辑本段 简介 histone 是指所有真核生物的细胞核中，与DNA结合存在的碱性蛋白质的总称。分子量 约10 000～20 000。 真核生物体细胞染色质中的碱性蛋白质，含精氨酸和赖氨酸等碱性氨基酸特别多，二者加起来约为所有氨基酸残基的1/4。组蛋白与带负电荷的双螺旋DNA结合成 DNA-组蛋白复合物。因氨基酸成分和分子量不同，主要分成5类。 组蛋白的甲基化修饰主要是由一类含有SET结构域的蛋白来执行的，组蛋白甲 基化修饰参与异染色质形成、基因印记、X染色体失活和转录调控等多种主要生理功能，组蛋白的修饰作用是表观遗传学研究的一个重要领域。组蛋白甲基化的异常与肿瘤发生等多种人类疾病相关，可以特异性地激活或者抑制基因的转录活性。研究发现，组蛋白甲基转移酶的作用对象不仅仅限于组蛋白，某些非组蛋白也可以被组蛋白甲基转移酶甲基化，这将为探明细胞内部基因转录、信号转导、甚至个体的发育和分化机制提供更广阔的空间。 编辑本段 概述 组蛋白的基因非常保守。亲缘关系较远的种属中,四种组蛋白(H2A、H2A、H3、H4) 氨基酸序列都非常相似,如海胆组织H3的氨基酸序列与来自小牛胸腺的H3的氨基酸序列间只有一个氨基酸的差异,小牛胸腺的H3的氨基酸序列与豌豆的H3也只有4个氨基酸不同。不同生物的H1序列变化较大,在某些组织中,H1被特殊的组蛋白所取代。如成熟的鱼类和鸟类的红细胞中H1则被H5所取代,精细胞中则由精蛋白代替组蛋白。染色质中的组蛋白与DNA的含量之比为1:1。 真核生物细胞核中组蛋白的含量约为每克DNA 1克，大部分真核生物中有5种 组蛋白，两栖类、鱼类和鸟类还有H5以替代或补充H1。染色质是由许多核小体组

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。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。例如，H3第4位的赖氨酸残基甲基化与基因激活相关，而第9位和第27位赖氨酸甲基化与基因沉默相关。此外，H4—K20的甲基化与基因沉默相关，H3—K36和H3—K79的甲基化与基因激活有关。但应当注意的是，甲基化个数与基因沉默和激活的程度相关。 ⒉乙酰化 组蛋白乙酰化主要发生在H3、H4的N端比较保守的赖氨酸位置上，是由组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶协调进行。组蛋白乙酰化呈多样性，核小体上有多个位点可提供乙酰化位点，但特定基因部位的组蛋白乙酰化和去乙酰化是以一种非随机的、位置特异的方式进行。乙酰化可能通过对组蛋白电荷以及相互作用蛋白的影响，来调节基因转录。早期对染色质及其特征性组分进行归类划分时就有人总结指出：异染色质结构域组蛋白呈低乙酰化，常染色质结构域组蛋白呈高乙酰化。最近有研究发现，某些HAT复合物含有一些常见的转录因子，某些HDAC复合物含有已被证实的阻遏蛋白。这些发现支持了高乙酰化与激活基因表达、低乙酰化与抑制基因表达有关的看法。 3.磷酸化 组蛋白H3在有丝分裂过程中，两个丝氨酸残基Ser10和Ser28发生了磷酸化作用。Ser10磷酸化组蛋白H3首先出现在G2晚期的核周缘，Ser28磷酸化组蛋白H3紧随其后出现，两个位点的磷酸化在中期到达高峰，并扩展到染色体的所有部分。当细胞有丝分裂进入后期和末期，组蛋白H3Ser28的磷酸化逐渐消退，而组蛋白H3Ser10磷酸化的荧光信号也逐渐从染色体上消失，此时在纺锤体中央部位出现Ser10磷酸化H3.研究结果表明，组蛋白H3Ser10和Ser28的磷酸化与细胞有丝分裂染色体的凝集和解凝集过程有着时间和空间上的相关性。Ser10和Ser28这两个位点发生磷酸化作用，可使组蛋白H3氨基末端的正电荷数降低，改变了组蛋白一DNA间的相互作用，这可能是导致染色质变构凝集的原因之一。根据激光共聚

组蛋白甲基化的功能

如对您有帮助，可购买打赏，谢谢 组蛋白甲基化的功能 导语：健康长寿是每个人都想拥有的，所以对于很多人来说，要想让自己健康长寿，必须要了解更多的健康知识，所以有很多人，想全面了解一下组蛋白甲 健康长寿是每个人都想拥有的，所以对于很多人来说，要想让自己健康长寿，必须要了解更多的健康知识，所以有很多人，想全面了解一下组蛋白甲基化的功能，为了你能了解的更详细，就来一起看看下面详细的介绍，希望你能了解更多。 甲基化的功能 甲基化是蛋白质和核酸的一种重要的修饰，调节基因的表达和关闭，与癌症、衰老、老年痴呆等许多疾病密切相关，是表观遗传学的重要研究内容之一。最常见的甲基化修饰有DNA甲基化和组蛋白甲基化。 DNA甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则诱导了基因的重新活化和表达。DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。研究证实，CpG二核苷酸中胞嘧啶的甲基化导致了人体1/3以上由于碱基转换而引起的遗传病。DNA甲基化主要形成5-甲基胞嘧啶(5-mC)和少量的N6-甲基腺嘌呤(N6-mA)及7-甲基鸟嘌呤(7-mG)。在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出现在CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中。 DNA甲基化是指生物体在DNA甲基转移酶(DNA methyltransferase，DMT) 的催化下，以s-腺苷甲硫氨酸(SAM)为甲基供体，将甲基转移到特定的碱基上的过程。DNA甲基化可以发生在腺嘌呤的N-6位、胞嘧啶的N-4位、鸟嘌呤的N-7位或胞嘧啶的C-5位等。但在哺乳动物中DNA甲基化主要发生在5’-CpG-3’的C上生成5-甲基胞嘧啶(5mC)在哺乳动物中CpG以两种形式存在：一种是分散于DNA序列中;另 常识分享，对您有帮助可购买打赏

组蛋白修饰的研究方法

组蛋白修饰的研究方法 一、背景 许多组蛋白的各种翻译后修饰（PTM （即甲基化，乙酰化，泛素化和SUM 化）发生在赖氨酸位点。虽然在被覆盖的组蛋白折叠域内发现了少数的修饰位点，但是翻译后修饰在柔韧的N-末端尾部区域却是相当普遍的。许多组蛋白修饰能够调节染色质结构中重要的功能性变化，并通过直接地改变染色质结构/动态变化或通过招募组蛋白修饰蛋白和/ 或核小体改构复合体来实现。 组蛋白翻译后修饰已经被发现能影响许多基于染色质的反应，包括转录，异染色质的基因沉默和基因组稳定性。由于能影响到整个转录程序，与基因表达相关的修饰尤其具有特殊意义。在多种体外模型中，组蛋白翻译后修饰代谢途径的缺陷与基因表达失调有关。这在某些情况下 也与人类疾病相关，并已在免疫缺陷和各种人类癌症中得到验证。因此, 组蛋白标志物是如何被调节的以及如何影响PTM特异性结合蛋白的相 互作用将继续成为重大的研究领域。 确定组蛋白翻译后修饰的功能往往涉及到研究修饰的丰度和结合伴侣。这里所描述的方法将对这些方面进行总结，其中包括了详述组蛋白纯化方法、制备位点特异性修饰的重组组蛋白、基于多肽的PTM结合蛋 白表征体系以及染色质免疫共沉淀样品不同分析手段的实验方案的总结。二、组蛋白修饰的研究方法 ①细胞裂解 通过免疫印迹来检测组蛋白修饰时可以用经SDSLaem m样品缓冲液提取

得到的全细胞裂解液。对于动物细胞株而言，离心得到的细胞可以直接在样品缓冲液中重悬并煮过后上样；然而需要注意的是，一些实验方案中还会推荐在提取步骤后对样品进行超声处理。除了碱性预处理步骤是可选的以外，真菌蛋白提取物可以用同样的方式来进行准备。然而, 如果实验上必须尽量减少样品处理时间的话该步骤是可以省略的。只要注明该步骤的省略以及后续实验样品均以同样方式处理即可。提取之后再通过离心除去样品中的不溶性组分，将可溶性的全细胞提取物留在上 清中。 ②组蛋白富集 在一些实际应用中，有必要检测富集有组蛋白的组分或纯化的组蛋白；富集的样品可以是分离得到的细胞核或者是染色质的粗提取物。从后生动物细胞或者酵母中提取细胞核十分简单，基本上只需要三个步骤：低渗膨胀（酵母要先将细胞壁消化掉以后）、利用机械力剪切进行细胞膜裂解（例如用杜恩斯匀浆器进行破碎或者在旋涡混合器上温和震荡）和通过离心分离细胞核（图1A）。染色质粗分离也是很简单的，只要在去垢剂裂解步骤后用离心将染色质沉淀即可（图1B）。 ③组蛋白纯化 一些现有的组蛋白纯化实验方案是相当好的，并且易于遵循。在这里介绍的方法中，组蛋白是使用稀硫酸溶液从细胞核中提取的，然后通过柱层析纯化（图1C）。此方法的优点在于核酸和许多非组蛋白由于在酸性pH值下是不溶的，可以很容易地通过离心来去除掉。可溶的含有 组蛋白的组分就可以用三氯乙酸（TCA来沉淀，并且如果需要的话，可以通

组蛋白修饰与基因调控研究进展

第29卷第1期 河 南 林 业 科 技 Vol. 29 No. 1 2 0 0 9年3月 Journal of Henan Forestry Science and Technology Mar. 2 0 0 9 收稿日期：2009-02-10 基金项目：国家自然科学基金（30271082，30571496），河南省杰出青年基金（0612001900）资助项目。 作者简介：阚盛（1983-），男，河南信阳人，在读硕士，从事林木生物技术方面研究。 组蛋白修饰与基因调控研究进展 阚 盛1 ，翟晓巧 1，2 （1.河南农业大学，郑州 450002；2.河南省林业科学研究院，郑州 450008） 摘 要：组蛋白是染色体基本结构—核小体中的重要组成部分，其N-末端氨基酸残基可发生乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化等多种共价修饰。组蛋白修饰对基因表达的调控有类似DNA遗传密码的调控作用。组蛋白修饰的相关研究，对认识相关基因的功能、进一步了解基因的调控机制具有重要意义。 关键词：组蛋白修饰；基因调控 中图分类号：Q342+.3 文献标识码：A 文章编号：1003-2630（2009）01-0036-03 The Research Progress of Histone modification and Gene regulation KAN Sheng 1 ，ZHAI Xiao-qiao 1,2 (1.Henan Agricultural University, zhengzhou 450002,China; 2.Henan Academy of forestry, Zhengzhou 450008,China) Abstract: Nucleosome constitutes chromation is a basic unit in eukaryote. Its N-terminal amino acid residues can occur acetylation, methylation, phosphorylation, ubiquitination and other covalent modification. Histone modification on the regulation of gene expression similar DNA genetic code of regulation. Histone modification of the study on the awareness of the relevant gene function, and further understanding of gene regulation mechanism is of great significance. Key words: Histone modification;Gene regulation 随着科学技术的发展和多种生物基因序列特别是人类基因序列的掌握，基因调控即遗传信息是如何精密调控和准确表达的成为新的研究热点。基因表达是一个受多因素调控的复杂过程。而表观遗传学是DNA 序列未发生变化而使一些基因失活，导致病理的产生，其病因主要是一些抑制基因被沉默或一些沉默的基因被激活从而导致基因表达的变化。 在细胞里，DNA 以染色质的形式存在，核小体是染色质的基本组成单位 [1,21-23] 。从进化的意义上说组蛋白是极端保守的，在各种真核生物中它们的氨基酸顺序，结构和功能都十分相似。虽然如此，组蛋白仍可被修饰，如甲基化、乙酰基化、磷酸化和泛素化,这些修饰都是可逆性修饰 [2,21-23] 。细胞对外在刺激做出的每一个反应几乎都会涉及到染色质活性的改变—通过修饰组蛋白，变换组蛋白密码实现。组蛋白基化修饰DNA 碱基功能，进而调控基因转录和DNA 修复，而且组蛋白基化作为一种记号，控制表观遗传水平 [21-23] 。 1组蛋白甲基化、组蛋白去甲基化与基因调控 1.1组蛋白甲基化与基因调控的关系 组蛋白的甲基化属于表型遗传学的研究范畴，由不同的特异性组蛋白甲基转移酶(Histonemethylt ransferases,HMT)催化形成。主要发生在赖氨酸(Ly s)和精氨酸（Arg）的残基上[1,3] 。催化赖氨酸Lys 和精氨酸Arg 残基的甲基转移酶有3个主要的蛋白家族：PRMT 家族、SET 域家族和非SET 域家族的蛋白质。识别组蛋白甲基化的3个蛋白基元：染色域(C hromodomain)、TUDOR 域和WD40重复域(WD-r epeat domain)；它们能够与甲基化的赖氨酸残基作用，这些基元被特定的甲基化位点招募并且对不同生物发育起到一定的作用。组蛋白甲基化是一个动态的过程。它是通过组蛋白甲基转移酶和去甲基化酶的相互作用，动态地调节组蛋白的甲基化状态，及其与其他功能蛋白的相互作用，来调控基因转录的激活和抑制的生物学过程[4-9]。 1.2组蛋白去甲基化与基因调控的关系 2004年，组蛋白赖氨酸去甲基化酶LSD1(Lysi ne Specific Demethylase)被首次发现[27,28] ；同时Ra min 等人也报道，BHC 复合物可使甲基化的组蛋白

组蛋白修饰与癌症资料

摘要：表观遗传调节异常逐渐被认为是癌症的标志。尤其是翻译后的组蛋白修修饰，被认为在癌症发展过程中起到关键作用。后翻译组蛋白修饰参与致癌作用的各个阶段。组蛋白修饰也被探索为疾病发生发展的可能标志物。这篇文章讨论了组蛋白修饰在癌症生物学中扮演的角色以及探索他们预后的可能性。 癌症一直被公认为多效性和多方面的疾病，和发展的起始，是由无数的因素的影响。由于其显著的错综复杂性，癌症的概念作为表观遗传疾病，以及遗传，改变已经获得了相当大的势头，在科学界，[ 1 ]。表观遗传学是研究遗传的表型，这是不是由DNA序列编码[ 2，3 ]。对于癌症，“表观遗传学”通常是指在DNA 甲基化变化微小，组蛋白翻译后修饰，和其他染色质元素，可以改变基因的表达。 组蛋白修饰和癌症 组蛋白是高度保守的碱性蛋白质，可以成为氨基酸残基位于N-末端 C-末端的翻译后修饰。有四个核心组蛋白：蛋白2个（H2A），B组蛋白2（H2B）、组蛋白3（H3），和组蛋白4（H4），和一个连接组蛋白，组蛋白1（H1）。约146个碱基对的DNA缠绕在组蛋白八聚物，组成每个核心组蛋白的两个副本，在左手超螺旋圈。H1，这是不包括在核小体的“珠”，作为一个连接有助于安全的DNA缠绕在核小体。 组蛋白残基磷酸化，乙酰化，甲基化可以成为，，sumolyated，泛素化和ADP-核糖基化。不像其他的修饰。氨基酸的甲基化，如赖氨酸和精氨酸，可以改变量。赖氨酸残基（K）可以是单，双，或三甲基化，而精氨酸残基（R）可以是单甲基化和对称或不对称的二甲基化。值得注意的是，无论是乙酰化（AC）和精确的（me）的赖氨酸甲基化（即单-，二-，和三甲基化）都可以影响染色质的活性和失活的状态和随后的基因的转录状态。 浓缩的乙酰化组蛋白尾巴是具有代表性的与转录激活有关的基因。而甲基化的功能性结果取决于甲基基团的数目，残基本身，其位置在组蛋白尾部。例如，组蛋白3赖氨酸4二和三甲基化（H3K4me2和H3K4me3）和组蛋白3赖氨酸 9（H3K9me1）化与开放的染色质和活性相关的基因表达，而组蛋白3赖氨酸27二和三甲基化（H3K27me2和H3K27me3）和组蛋白3赖氨酸9二和三甲基化

组蛋白修饰与基因调控_周蔚

9　K im SK et al .Pr oc Nat l A cad Sci U SA ,1998;95:1523 10　Rakin A et al .M o l M icr obio l,2001;39:407 11　Hinnebusch BJ et al .J M ed M icro biol ,2000;290:48312　Welkos S et al .V accine,2002;20:2206 13　Rakin A et al .M icro biolog y ,1996;142:3415 14　Hinnebusch BJ et al .J Infect Dis,1998;178:140615　Do ng x ingqi et al .P la smid,2000;43:144 (2002-07-21　收稿) 组蛋白修饰与基因调控 周　蔚综述　王世鑫审阅 中国人民武装警察部队医学院军事医学教研室(天津,300162) 摘要　基因表达是一个受多因素调控的复杂过程。组蛋白是染色体基本结构—核小体中的重要组成部分,其N -末端氨基酸残基可发生乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、多聚A DP 糖基化等多种共价修饰作用。组蛋白的修饰可通过影响组蛋白与D NA 双链的亲和性,从而改变染色质的疏松或凝集状态,或通过影响其它转录因子与结构基因启动子的亲和性来发挥基因调控作用。组蛋白修饰对基因表达的调控有类似DN A 遗传密码的调控作用。 关键词　组蛋白;共价修饰;基因表达调控; 2001年2月,人类基因组测序工作全部完成,这标志着人类对自身的了解向前迈了一大步。随着对人类基因序列和多种生物基因序列的掌握,基因调控即遗传信息是如何精密调控和准确表达的成为新的研究热点。利用现有的基因数据库和不断发展的光学仪器,科研工作者能快速鉴别出修饰染色质结构和调控转录过程的各种蛋白。许多与组蛋白修饰有关的转录共激活因子(co -activ ato r)和共阻遏蛋白(co-represso r)相继被发现,这些发现将染色质结构摆到了基因调控研究的中心,越来越多的研究结果显示,染色质在基因调控中发挥着重要作用。 核小体是染色质的基本结构单位。长久以来人们都认为核小体只是一种将遗传信息进行高密压缩 从而形成染色体结构的形式。最近人们发现其功能不局限于此,核小体在基因遗传的几乎各个方面都发挥着重要的决定性作用。核小体是由核心组蛋白八聚体(2个拷贝的H 2A 、H 2B 、H 3、H 4)及缠绕其外周长度为146碱基对的DN A 组成。核心组蛋白的N -端尾部暴露在核小体的表面并可发生共价修饰,从而对基因表达发挥调控作用。常见的组蛋白尾部修饰方式有:乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、多聚ADP 糖基化等。乙酰化和磷酸化是可逆性修饰,由于目前尚未发现去甲基化的酶,故认为甲基化是不可逆修饰。图1[1]显示的是组蛋白H 3和H 4的N -端尾部氨基酸排列顺序、常见的修饰位点及这些位点相应的修饰方式、 修饰间相互影响。 图1　组蛋白H3和H4的常见修饰方式及位点 1　乙酰化与基因调控 乙酰化是最早被发现的与转录有关的组蛋白修饰方式。乙酰化由组蛋白乙酰基转移酶(HAT )催 化,去乙酰化由组蛋白去乙酰基酶(HDAC )催化。由 于体内存在组蛋白乙酰化和去乙酰化的平衡关系,所以组蛋白乙酰化发生频率很低。乙酰化主要发生在组蛋白H3和H4的N-端尾部比较保守的赖氨酸(Ly s)残基上。利用特殊的HAT 可将特异位点的 Ly s 残基乙酰化[2] 。组蛋白乙酰化和染色质构型重