四膜蟲接合生殖相關(guān)HP1家族蛋白的結(jié)構(gòu)和功能
發(fā)布時間：2020-12-22 00:41
HP1家族蛋白（Heterochromatin protein 1 family）存在于各種真核生物中,能與組蛋白H3的第9位賴氨酸上的甲基化位點（H3K9me3）和第27位賴氨酸上的甲基化位點（H3K27me3）位點結(jié)合。在四膜蟲接合生殖階段,HP1家族蛋白通過與甲基化組蛋白H3K9me3或H3K27me3結(jié)合調(diào)控異染色質(zhì)的形成,參與新大核的生成。目前針對HP1家族的研究主要集中在其蛋白功能的多樣性,其特異性結(jié)合甲基化組蛋白的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和分子機制尚不明確。本研究通過構(gòu)建四膜蟲HP1家族蛋白的原核表達系統(tǒng),在體外表達純化HP1家族蛋白,并對其結(jié)構(gòu)和功能進行了初步研究,最后篩選獲得了HP1家族蛋白及復(fù)合物的晶體。研究結(jié)果為在原子水平上解析HP1家族蛋白與H3K9me3及H3K27me3結(jié)合調(diào)控異染色質(zhì)形成,以及其參與表觀遺傳基因沉默的分子機制奠定了基礎(chǔ),有助于進一步探索四膜蟲HP1家族蛋白參與調(diào)控異染色質(zhì)的分子機制,同時也有助于了解異染色質(zhì)蛋白結(jié)構(gòu)和功能的多樣性。具體結(jié)果如下:1.HP1家族蛋白的誘導(dǎo)表達、可溶性分析及純化在體外表達重組蛋白,利用磁珠對重組蛋白進行可溶性分析,發(fā)現(xiàn)Hpl2蛋...
【文章來源】：河北大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
四膜蟲模式圖
河北大學(xué)碩士學(xué)位論文9互配對，進入有性生殖階段。首先，兩個蟲體的小核經(jīng)歷兩次減數(shù)分裂，每個蟲體的小核均產(chǎn)生兩個配子核；接著，每個蟲體會隨機分配一個配子核與另外一個蟲體交換，互換結(jié)束后來自兩個不同配子核融合會成為一個合子核。隨后，合子核進行兩次有絲分裂分裂產(chǎn)生四個新核，其中兩個新核變成兩個新大核，另外兩個變?yōu)樾滦『�；與此同時，每個四膜蟲的舊大核和一個新小核會發(fā)生凋亡，這樣每個四膜蟲細胞就只留下兩個大核和一個小核；最后，接合的兩個蟲體細胞分開，在營養(yǎng)生長時期每個蟲體再進行一次二分裂，產(chǎn)生四個有性生殖后代，完成有性生殖過程（如圖1-2）[1]。圖1-2四膜蟲生殖過程（V0）含有大核和小核的單個四膜蟲；（V1）單個四膜蟲以二分裂的方式產(chǎn)生新的后代；（1）不同交配型的四膜蟲接合在一起；（2）單個四膜蟲細胞的小核進行有絲分裂，產(chǎn)生4個新小核，但只有一個新小核被保留下來并移到兩個細胞接合處；（3）新的小核經(jīng)過有絲分裂產(chǎn)生兩個配子核，而后相互交叉結(jié)合；（4）交叉結(jié)合后形成合子核；（5）合子核進行兩次有絲分裂產(chǎn)生四個新的小核；（6）舊大核向蟲體底部移動，同時兩個新小核變?yōu)閮蓚�新大核；（7）舊大核和其中一個新小核消失，細胞分開，每個細胞中含有一個新小核和兩個新大核，每個細胞再分裂一次分別產(chǎn)生兩個新的四膜蟲細胞，每個細胞含有一個大核和一個小核（引自文章[1]）在四膜蟲有性生殖時期，新生大核和新生小核均由同樣的合子核通過有絲分裂產(chǎn)生，但新生大核和新生小核的結(jié)構(gòu)及其所具有的遺傳物質(zhì)相差甚遠，產(chǎn)生這一差異的原因是在于接合生殖后期蟲體會進行DNA序列的刪除和基因組的重排。
河北大學(xué)碩士學(xué)位論文131.3HP1家族蛋白（Heterochromatinprotein1family）的結(jié)構(gòu)及功能1.3.1HP1家族蛋白的結(jié)構(gòu)HP1家族蛋白的序列和結(jié)構(gòu)可劃分為三個區(qū)域：（1）氨基末端Chromodomain（chromatinorganizationmodifier，簡稱CD或CHD）結(jié)構(gòu)域，可與組蛋白H3第9位和第27位賴氨酸（H3K9和H3K27）甲基化修飾的位點結(jié)合[27,28]；（2）羧基末端CSD(chromoshadow)結(jié)構(gòu)域，不但參與HP1蛋白二聚化過程，而且是HP1蛋白與其它蛋白相互作用的區(qū)域；（3）兩個domain中間的鉸鏈區(qū)或多變接頭區(qū)（linkerregionorvariablelinker），包含核定位序列主要參與相關(guān)核定位過程。圖1-3以果蠅、鼠類、人類以及裂殖酵母的HP1蛋白為例說明蛋白的結(jié)構(gòu)特征[29]。圖1-3黑腹果蠅、鼠類、人類和裂殖酵母中HP1蛋白結(jié)構(gòu)和全長示意圖以及不同結(jié)構(gòu)域的功能（引自文章[29]）1.CD結(jié)構(gòu)域多種蛋白結(jié)構(gòu)中均含有CD結(jié)構(gòu)域，根據(jù)CD結(jié)構(gòu)域可將蛋白分為3種[30]：
本文編號：2930815
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【文章頁數(shù)】：73 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
四膜蟲模式圖
河北大學(xué)碩士學(xué)位論文9互配對，進入有性生殖階段。首先，兩個蟲體的小核經(jīng)歷兩次減數(shù)分裂，每個蟲體的小核均產(chǎn)生兩個配子核；接著，每個蟲體會隨機分配一個配子核與另外一個蟲體交換，互換結(jié)束后來自兩個不同配子核融合會成為一個合子核。隨后，合子核進行兩次有絲分裂分裂產(chǎn)生四個新核，其中兩個新核變成兩個新大核，另外兩個變?yōu)樾滦『�；與此同時，每個四膜蟲的舊大核和一個新小核會發(fā)生凋亡，這樣每個四膜蟲細胞就只留下兩個大核和一個小核；最后，接合的兩個蟲體細胞分開，在營養(yǎng)生長時期每個蟲體再進行一次二分裂，產(chǎn)生四個有性生殖后代，完成有性生殖過程（如圖1-2）[1]。圖1-2四膜蟲生殖過程（V0）含有大核和小核的單個四膜蟲；（V1）單個四膜蟲以二分裂的方式產(chǎn)生新的后代；（1）不同交配型的四膜蟲接合在一起；（2）單個四膜蟲細胞的小核進行有絲分裂，產(chǎn)生4個新小核，但只有一個新小核被保留下來并移到兩個細胞接合處；（3）新的小核經(jīng)過有絲分裂產(chǎn)生兩個配子核，而后相互交叉結(jié)合；（4）交叉結(jié)合后形成合子核；（5）合子核進行兩次有絲分裂產(chǎn)生四個新的小核；（6）舊大核向蟲體底部移動，同時兩個新小核變?yōu)閮蓚�新大核；（7）舊大核和其中一個新小核消失，細胞分開，每個細胞中含有一個新小核和兩個新大核，每個細胞再分裂一次分別產(chǎn)生兩個新的四膜蟲細胞，每個細胞含有一個大核和一個小核（引自文章[1]）在四膜蟲有性生殖時期，新生大核和新生小核均由同樣的合子核通過有絲分裂產(chǎn)生，但新生大核和新生小核的結(jié)構(gòu)及其所具有的遺傳物質(zhì)相差甚遠，產(chǎn)生這一差異的原因是在于接合生殖后期蟲體會進行DNA序列的刪除和基因組的重排。
河北大學(xué)碩士學(xué)位論文131.3HP1家族蛋白（Heterochromatinprotein1family）的結(jié)構(gòu)及功能1.3.1HP1家族蛋白的結(jié)構(gòu)HP1家族蛋白的序列和結(jié)構(gòu)可劃分為三個區(qū)域：（1）氨基末端Chromodomain（chromatinorganizationmodifier，簡稱CD或CHD）結(jié)構(gòu)域，可與組蛋白H3第9位和第27位賴氨酸（H3K9和H3K27）甲基化修飾的位點結(jié)合[27,28]；（2）羧基末端CSD(chromoshadow)結(jié)構(gòu)域，不但參與HP1蛋白二聚化過程，而且是HP1蛋白與其它蛋白相互作用的區(qū)域；（3）兩個domain中間的鉸鏈區(qū)或多變接頭區(qū)（linkerregionorvariablelinker），包含核定位序列主要參與相關(guān)核定位過程。圖1-3以果蠅、鼠類、人類以及裂殖酵母的HP1蛋白為例說明蛋白的結(jié)構(gòu)特征[29]。圖1-3黑腹果蠅、鼠類、人類和裂殖酵母中HP1蛋白結(jié)構(gòu)和全長示意圖以及不同結(jié)構(gòu)域的功能（引自文章[29]）1.CD結(jié)構(gòu)域多種蛋白結(jié)構(gòu)中均含有CD結(jié)構(gòu)域，根據(jù)CD結(jié)構(gòu)域可將蛋白分為3種[30]：
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