本文關(guān)鍵詞：酵母Hif1與組蛋白H2A-H2B及H3-H4相互作用的研究與酵母tRNA甲基轉(zhuǎn)移酶結(jié)構(gòu)研究　出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：在真核細胞中,染色質(zhì)是遺傳物質(zhì)的載體。DNA纏繞在核心組蛋白上,繼而進一步折疊形成更高級染色質(zhì)形式。染色質(zhì)的基本單元為147bp的DNA纏繞H3、H4、H2A、H2B組成的組蛋白八聚體而形成的核小體。組蛋白分子伴侶在調(diào)控組蛋白轉(zhuǎn)錄后修飾以及核小體組裝與去組裝過程中發(fā)揮著重要的作用。Hifl首先是在組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶HAT-B復(fù)合物中發(fā)現(xiàn)的。HAT-B復(fù)合物包含三個組分：Hat1, Hat2和Hifl,其中HAT1發(fā)揮乙�；富畹淖饔�；HAT2輔助HAT1發(fā)揮酶活；而Hifl對酶活并沒有作用,但是Hifl作為分子伴侶與H3-H4結(jié)合。當刪除Hifl基因時,會對端粒沉默,DNA雙鏈損傷修復(fù)產(chǎn)生影響。然而關(guān)于Hifl與組蛋白到底是如何相互作用,還沒有相關(guān)報道。我們解析了Hifl和H2A-H2B二聚體復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)中我們可以看到兩個Hifl分子通過兩個明顯不同的結(jié)合模式結(jié)合一個H2A-H2B二聚體,其中一個為TPR extended binding,另一個為nucleosomal DNA competitive binding,將結(jié)合面上的氨基酸殘基都突變,則Hif1與H2A-H2B的結(jié)合能力明顯下降。通過研究發(fā)現(xiàn)Hif1與H3-H4和H2A-H2B都能夠結(jié)合,但是與H2A-H2B只能在低鹽條件下結(jié)合,當鹽離子濃度增加的400mM時,結(jié)合能力就完全喪失了,與H3-H4結(jié)合卻能耐受1M的高鹽。通過ITC實驗發(fā)現(xiàn)Hif1與H2A-H2B的滴定曲線與two sets模式符合較好,而與H3-H4的結(jié)合模式則是one set模式,這說明Hifl與H2A-H2B,H3-H4的結(jié)合機制是明顯不同的。Hifl中間有一段acid loop區(qū)域,這段區(qū)域?qū)PR結(jié)構(gòu)串聯(lián)起來,通過進一步研究發(fā)現(xiàn)這部分區(qū)域?qū)2A-H2B和H3-H4的結(jié)合都發(fā)揮作用。當Hifl與H3-H4結(jié)合時會引起acid loop區(qū)域構(gòu)象的改變,從而導(dǎo)致H2A-H2B從結(jié)合的Hifl的狀態(tài)中釋放出來。釀酒酵母Hifl蛋白與人源NASP蛋白,裂殖酵母Sim3蛋白都屬于SHNi-TPR家族,通過實驗發(fā)現(xiàn)NASP蛋白也與組蛋白結(jié)合,且與Hifl與組蛋白結(jié)合的現(xiàn)象相似,因此我們推測SHNi-TPR家族蛋白在結(jié)構(gòu)上可能非常相似,參與到核小體的組裝與去組裝過程中。由于Hifl是HAT-B復(fù)合物的組分,我們通過實驗發(fā)現(xiàn)Hifl與Hat2有著直接的相互作用,但是與Hat1沒有直接相互作用。但是Hifl到底與Hat1和Hat2如何相互作用,還需要進一步探究。釀酒酵母tRNA (m1A58)甲基轉(zhuǎn)移酶(ScTRM6-TRM61)催化S-腺苷-L-甲硫氨酸(S-adenosyl-L-methionine, SAM)中的甲基轉(zhuǎn)移至tRNA中的58位腺嘌呤上。這種甲基轉(zhuǎn)移酶在古細菌,原核,真核生物中都普遍存在,在古細菌和原核生物中都是單體或者同多聚體的形式存在,每個單體同時具有SAM結(jié)合域和tRNA結(jié)合域。但是在真核生物中,是由2個亞基在一起(TRM6和TRM61)形成異二聚體,其中一個亞基TRM61發(fā)揮酶活,另一個亞基TRM6結(jié)合tRNA。我們解析了酵母tRNA (m1A58)甲基轉(zhuǎn)移酶(ScTRM6-TRM61)的結(jié)構(gòu),通過結(jié)構(gòu)比較發(fā)現(xiàn)TRM61與原核蛋白的結(jié)構(gòu)比較相似,其中酶活中心也是高度保守的。人源的tRNA (m1A58)甲基轉(zhuǎn)移酶與tRNA復(fù)合物的結(jié)構(gòu)已經(jīng)解析,通過結(jié)構(gòu)的比較發(fā)現(xiàn),兩個結(jié)構(gòu)還是存在一定差異的,這為我們進一步解釋tRNA(m1A58)甲基轉(zhuǎn)移酶是如何發(fā)揮酶活機制提供理論支持。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：Q75
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本文編號：1314442