组蛋白的修饰作用.pptx

组蛋白的修饰作用;一、组蛋白的定义： 组蛋白是染色体的结构蛋白，与DNA构成核小体。它分为H1、H2A、H2B、H3和H4等5种。;二、组蛋白的特征： 1、进化上的极端保守性： 其保守程度比较：H1H2A 、H2BH3 、H4； 2、无组织特异性： 鸟、鱼、两栖类的红细胞染色体不含H1而含H5，精细胞 染色体的组蛋白是鱼精蛋白； 3、肽链上氨基酸分布的不对称性： 碱性氨基酸集中分布在N端的半条链上，而大部分疏水基团都分布在C末端； 4、 ； 5、富含Lys的组蛋白H5； ;三、组蛋白修饰作用：;图1、组蛋白的主要修饰方式; （一）组蛋白的甲基化： 定义：组蛋白甲基化是表观遗传修饰方式中的一种，参与基因转录调控，通常发生在H3和H4组蛋白N端精氨酸或者赖氨酸残基上的甲基化，由 (histone?methyltransferases，HMT)介导催化。 ;甲基化转移酶简介;组蛋白的甲基化过程：; 组蛋白去甲基化酶可以催化组蛋白中赖氨酸和精氨酸单、双甲基化的去甲基化，而三甲基化似乎不能被去甲基化。?组蛋白去甲基化酶的发现使组蛋白甲基化过程更具动态性，也大大丰富了组蛋白修饰的复杂性。;组蛋白甲基化的功能： 1、组蛋白的甲基化有抑制或激活双重效应，这些效应是由组蛋白甲基化的特定模式识别及结合核小体的蛋白质共同产生的，并进一步修饰染色质或直接影响转录。 2、组蛋白的甲基化对促进DNA甲基化具有一定的作用。DNA甲基化在转录水平可影响基因表达、参与真核生物胚胎发育调节、参与基因组印记和X染色体失活及影响DNA与蛋白质的相互作用。;（二）组蛋白的乙酰化：; 直到1996年，James Brownell 和David Allis 成功的纯化和鉴定了一种组蛋白乙酰转移酶（Histone acetyltransferase HAT ），该酶是从供体乙酰辅酶A上将乙酰基团转移到核心组蛋白上。 进一步研究得出HAT的两种作用机制： 1）使组蛋白H1、H2A、H4的氨基末端乙酰化，形成α-乙酰丝氨酸；通常组蛋白在细胞质内合成后输入细胞核之前发生这一修饰作用。 2）在组蛋白H2A、H2B、H3 和 H4 的氨基末端区域的某些专一位置形成N6-乙酰赖氨酸。通常发生在蛋白质的赖氨酸(K)上。如下图1所示： ;;组蛋白乙酰化的生物学功能： 1）可改变蛋白质分子表面的电荷，影响核小体的结构，从而调节基因的活性。乙酰化修饰调节基因活性的典型实例是雌性哺乳动物个体的X染色体失活。 2）能导致组蛋白正电荷减少，消弱了它与DNA结合的能力，引起核小体解聚，从而使转录因子和RNA聚合酶顺利结合到DNA上。乙酰化作用还参与细胞周期的调控，而组蛋白的去乙酰化作用可使基因沉默。;（三）组蛋白的泛素化：;3）泛素化组蛋白的转录调控作用：;4）组蛋白泛素化的生物学功能：;（四）组蛋白的磷酸化：;3）磷酸化组蛋白的分子效应：;4）组蛋白磷酸化的生物学功能：;（五）组蛋白各修饰的交互作用：;图3、组蛋白尾部不同修饰的交互作用类型;Thank you very much!