人源BRPF2第二个PHD锌指结构域的结构和功能以及人源MOZ的组蛋白乙酰转移酶活性研究

摘要

在本论文中我们解析了人源乙酰转移酶复合物成员BRPF2（Bromodomain-andPHDfinger-containingproteins）中第二个PHD(PlantHomeodomain)锌指的NMR溶液结构，并对与之功能相关的人源MOZ(monocyticleukemiczincfingerprotein，又名MYST3和KAT6A)的组蛋白乙酰转移酶活性进行了初步研究。从结构上来说，BRPF2PHD2是具有传统PHD锌指结构折叠花样但是又有很多非保守部分的一类PHD锌指结构域。功能上，我们发现BRPF2PHD2主要通过其表面的带正电区域与双链DNA分子相互作用。所以我们将BRPF2PHD2归类为一种新的具有不同于以往被解析结构PHD功能的锌指结构域。
　　 第一章介绍了表观遗传学的基本概念以及细胞内组蛋白翻译后修饰发生的生物学基础和效应。其中介绍了染色体的组成成分，核小体的组成方式以及组蛋白八聚体的亚基组蛋白H3、H4、H2A、H2B及其变体。表观遗传修饰经常发生于组蛋白N端尾巴以及，修饰的种类。下来重点介绍了组蛋白的甲基化和乙酰化修饰和它们的生物学效应，以及催化组蛋白甲基化和乙酰化的生物大分子及其复合物。
　　 第二章着重介绍了BRPF2PHD2的结构解析和生物功能研究。根据我们解析的BRPF2PHD2的溶液结构提供的信息，这个结构域具有一个其他种类PHD锌指所不含有的双股beta折叠片。功能方面，BRPF2PHD2可以以它所具有的保守正电表面来非特异性的结合DNA分子。我们提供了这个非传统的PHD锌指结构域的结构和功能信息，并且将其归类于一类新的PHD锌指。BRPF2PHD2的结构和功能信息对于含有PZPM一类结构域的蛋白质的功能具有很好的提示作用。
　　 第三章介绍了对于组蛋白乙酰转移酶MOZ的酶活方面研究。根据我们已有的实验结果，发现MOZ的PHD12结构域对于组蛋白H3尾巴上非修饰的第二位精氨酸和乙酰化的第十四位赖氨酸有特异地识别作用。所以本章所讲述的工作就是研究MOZPHD12对于MOZ蛋白的乙酰转移酶活性是否具有调控作用。我们在体外，利用重组的组蛋白八聚体，体外重组的核小体串珠，以纯化的Hela八聚体体外重组的核小体串珠以及纯化的Hela染色质分别为底物对MOZPHD12-MYST及其突变体的乙酰转移酶活性进行了测定，得到了一定的结果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论表观遗传学以及组蛋白翻译后修饰

1．1 引言

1．2 赖氨酸的乙酰化与组蛋白赖氨酸乙酰转移酶

1．3 组蛋白的甲基化与组蛋白甲基转移酶

参考文献

第2章 人源BRPF2第二个PHD锌指结构域的结构和功能研究

2．1 研究背景介绍

2．2 实验材料与实验方法

2．2．1 生物信息学信息查询

2．2．2 常规生化与分子生物学实验

2．2．3 基于核磁共振波谱的BRPF2 PHD2结构解析及相关核磁实验。

2．2．4 BRPF2 PHD2的荧光偏振实验(Fluorescence Polarization Assays)

2．2．5 BRPF2 PHD2与DNA的IR-EMSA实验。

2．2．6 BRPF2 PHD2的圆二色(circular dichroism)谱

2．3 结果和讨论：

2．3．1 BRPF2 PHD2研究结构域边界的选择：

2．3．2 BRPF2 PHD2蛋白的表达和纯化：

2．3．3 BRPF2 PHD2溶液结构的解析：

2．3．4 BRPF2 PHD2溶液结构的结构指标和系综描述：

2．3．5 BRPF2 PHD2的结构描述与分析：

2．3．6 BRPF2 PHD2的生物学功能研究：

参考文献

第3章 组蛋白乙酰转移酶MOZ的酶活研究

3．1 研究背景

3．2 实验材料与实验方法：

3．2．1 MOZ MYST的克隆表达与纯化

3．2．2 MOZ PHD12-MYST及其突变体的克隆表达与纯化

3．2．3 人源组蛋白H2A H2B H3 H4的重组表达以及组蛋白八聚体的构建

3．2．4 体外组装核小体阵列(类染色质Nucleosome array)

3．2．5 从HELA细胞当中纯化染色质以及HELA组蛋白八聚体

3．2．6 基于3H放射性的组蛋白赖氨酸乙酰转移酶活性测定

3．3 结果与讨论：

3．3．1 MOZ及其突变体可以乙酰化重组表达的组蛋白八聚体

3．3．2 MOZ及其突变体不能催化体外重组染色质。

3．3．3 MOZ及其突变体可以催化HELA细胞中纯化的组蛋白八聚体但不能催化从HELA细胞中纯化染色质的组蛋白赖氨酸乙酰化反应。

参考文献

附录1 BRPF2 PHD2锌指结构域原子化学位移列表

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果