去甲基化酶JMJD6與DNA相互作用研究以及糖基轉移酶的初步結構生物學研究.pdf

1、核小體結構外的伸出的N端“尾巴”是許多修飾發(fā)生的位置，比如磷酸化、乙?；?、泛素化、Sumo化、糖基化、甲基化、ADP-核糖基化等等。這些修飾在信號轉導方面具有非常重要的作用，比如磷酸化和去磷酸化的過程就起著信號調控的控制開關的作用。但是在很長一段時間內，甲基化修飾卻被認為是單向的、不可逆轉的。直到去甲基化酶的發(fā)現(xiàn)和鑒定，才改變了人們對甲基化作用是單向不可逆轉的認識。事實上，組蛋白的甲基化和去甲基化是一個可逆的過程，這個過程可以通過甲基化

2、酶和去甲基化酶來調控實現(xiàn)。
　　 JMJD6蛋白是一個在細胞信號轉導、染色質重塑、細胞分化、細胞凋亡、組織器官發(fā)育等等方面都具有很重要調控功能的蛋白。它于2007年被報道具有精氨酸去甲基化酶活性，能夠在體外催化組蛋白H3第二位的精氨酸和組蛋白H4第三位的精氨酸的去甲基化過程。而2009年的研究結果發(fā)現(xiàn)JMJD6可以催化U2AF65的第15位的賴氨酸和滴276位的賴氨酸發(fā)生羥基化，進而參與調控RNA剪接過程。直到今天，對于JMJD

3、6的功能，依然存在許多疑問。
　　 在這篇論文里，我們采用采用大腸桿菌表達系統(tǒng)表達了JMJD6全長和包含1-138位氨基酸的N端結構域，經(jīng)純化并結合凝膠阻滯實驗和表面等離子體共振實驗，證實了這個蛋白可以以非特異性結合的方式和DNA結合，并且證實了位于N端的1-138位氨基酸能夠結合DNA，同時我們的證據(jù)表明JMJD6的C端的結構的存在對于JMJD6與DNA的相互作用可能具有抑制作用，由此我們提出假設，JMJD6本身具有一種調節(jié)和

4、DNA結合的自我調控機制。
　　 糖基化反應是普遍存在于自然界的一種反應，不論是原核生物還是真核生物，這種生化反應都具有非常重要的作用。
　　 糖基化反應由一種名為糖基轉移酶的蛋白質催化，反應過程包括糖基供體的識別與結合和糖基受體的識別與結合。糖基轉移酶廣泛存在于細胞內的細胞器內，比如內質網(wǎng)和高爾基體，在生物體內，糖基轉移酶參與了體內的許多重要的生物活性物質的合成，比如糖蛋白、糖脂中糖鏈的合成。它催化被活化了的糖，通常是

5、二磷酸核苷NDP-糖，把它們連接到不同的受體分子，比如蛋白、核酸、脂以及小分子上，完成糖基化加工，從而實現(xiàn)它們的生物學功能。糖基化的產(chǎn)物具有很多生物學功能，因此，糖基轉移酶的表達和活性的變化都會對生物體的生命活動產(chǎn)生重大的影響，它的表達和活性的變化和很多疾病都有密切的聯(lián)系，并且可以作為一些疾病的診斷標志。
　　 由于糖基轉移酶在生物體內的重要意義，使得它在新藥開發(fā)領域一直受到廣泛的關注。但是，由于糖基轉移酶的多樣性和已經(jīng)解析結構

6、的糖基轉移酶的數(shù)量不多，目前的研究對糖基轉移酶這個龐大的家族僅有初步的了解。伴隨著功能研究的深入，解析糖基轉移酶的結構成為深入研究糖基轉移酶功能和作用機制以及開發(fā)小分子抑制劑的迫切需求。
　　 在這篇論文里，我們成功表達了來源于海洋微生物的糖基轉移酶Ami-G1ycosyltransferase，并且通過親和層析和離子交換層析純化出了純度很高的蛋白質，利用凝膠層析和Native膠對蛋白狀態(tài)進行了分析之后，我們進行了晶體的初級篩選