本文選題：SMYD2　切入點(diǎn)：BMPR2　出處：《華東師范大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近幾年的研究發(fā)現(xiàn),曾經(jīng)被認(rèn)為主要發(fā)生于組蛋白的賴氨酸甲基化修飾,在許多非組蛋白上也廣泛存在,并且越來越多的研究表明,賴氨酸甲基化修飾可能像磷酸化、乙�；揎椧粯�,廣泛存在并調(diào)控蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能。在已經(jīng)鑒定到的賴氨酸甲基化底物中,大多數(shù)是與染色質(zhì)相關(guān)的核蛋白,而與信號(hào)通路相關(guān)的細(xì)胞質(zhì)蛋白和膜蛋白比較少。這可能與大部分已知賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶主要分布于細(xì)胞核有關(guān)。因此,本研究旨在于探索非組蛋白賴氨酸甲基化修飾在調(diào)控細(xì)胞信號(hào)通路中的作用。TGF-β超家族主要由TGF-β和BMP信號(hào)分子組成,其信號(hào)通路不僅影響細(xì)胞的增殖、分化、自穩(wěn)態(tài)的維持,還在胚胎發(fā)育、骨形成與重建、某些器官的形成等生命過程中起重要作用。TGF-β超家族信號(hào)通路的異常往往會(huì)伴隨疾病的發(fā)生,如家族性肺動(dòng)脈高血壓常與Ⅱ型受體BMPR2突變相關(guān),腫瘤的發(fā)展常伴隨TGF-β通路相關(guān)蛋白的突變。SMYD家族甲基轉(zhuǎn)移酶是含有一個(gè)被分割成兩段的SET結(jié)構(gòu)域的甲基轉(zhuǎn)移酶家族,它們多數(shù)具有細(xì)胞質(zhì)定位,并且修飾多種非組蛋白底物。本論文首先通過RNA干擾技術(shù)篩選SMYD家族中對(duì)TGF-β和BMP通路有影響的甲基轉(zhuǎn)移酶,發(fā)現(xiàn)SMYD家族中SMYD2的敲低能夠特異性地影響B(tài)MP通路的激活,調(diào)控SMAD1/5磷酸化水平,而不影響TGF-β通路。隨后我們用shRNA敲低和CRISPR-Cas9敲除SMYD2驗(yàn)證了 SMYD2對(duì)BMP通路激活的特異作用。進(jìn)一步研究表明敲低或者敲除SMYD2后BMP誘導(dǎo)的SMAD1入核減少,并且SMAD1與SMAD4的相互作用減弱,說明SMYD2能夠調(diào)控SMAD1的磷酸化水平及其功能,進(jìn)而調(diào)控BMP通路的活性。SMYD2酶活抑制劑能夠抑制MBP誘導(dǎo)的SMAD1/5磷酸化,說明SMYD2對(duì)SMAD1/5磷酸化的調(diào)控依賴其甲基化酶活性。為了研究SMYD2調(diào)控BMP通路的分子機(jī)制,我們首先檢測了 SMYD2與BMP通路成員的相互作用,發(fā)現(xiàn)SMYD2雖然與SMADs有廣泛的相互作用,但只有與SMAD1的相互作用在BMP通路激活時(shí)增強(qiáng);另一方面我們也檢測了SMYD2是否甲基化修飾BMP通路成員,發(fā)現(xiàn)SMYD2能特異甲基化BMP通路特異的Ⅱ型受體BMPR2,并且甲基化位點(diǎn)位于BMPR2激酶活性區(qū)域。此外,我們發(fā)現(xiàn)在BMP信號(hào)通路激活過程中存在BMPR2甲基化�？偟膩碚f,我們的研究表明,甲基轉(zhuǎn)移酶SMYD2可能通過甲基化BMPR2,從而影響其功能,進(jìn)而調(diào)控BMP通路的激活。
[Abstract]:The recent study shows that, once considered lysine methylation occurs mainly in histones, also widely exist in many non histone proteins, and more and more studies show that lysine methylation may like phosphorylation, acetylation, and widespread protein structure and functional regulation have been identified. In the lysine methylation substrate, mostly associated with chromatin nuclear protein, while less cytoplasmic and membrane proteins associated with signal transduction. This may be related to most of the known lysine methyltransferase is mainly distributed in the nucleus. Therefore, the purpose of this study is to explore the non histone lysine methylation in the regulation of cell signaling pathways in the role of the.TGF- superfamily consists of TGF- beta and BMP signal molecules, its signal pathway not only affect cell proliferation, differentiation, homoeostasis, also During embryonic development, bone formation and reconstruction of some organs such as the formation of life plays an important role in.TGF- abnormal beta superfamily signaling pathway is often followed by the occurrence of diseases, such as familial pulmonary hypertension and type II receptor BMPR2 mutation is related to tumor development, often accompanied by TGF- beta pathway related protein mutation.SMYD family methyltransferase containing a SET domain is divided into two sections of the methyltransferase family, most of them have cytoplasmic localization, and modification of various non histone substrates. This paper firstly by methyl RNA interference screening SMYD family have effect on TGF- beta and BMP pathway enzymes, found the SMYD2 SMYD family the knockdown can specifically affect the activation of BMP pathway, regulates the phosphorylation level of SMAD1/5, without affecting the TGF- beta pathway. Then we use shRNA knockdown and CRISPR-Cas9 knockdown of SMYD2 proved SMYD The activation of the BMP pathway specific role 2. Further studies show that knockdown or knockout induced by BMP after SMYD2 SMAD1 into the nucleus is reduced, and the interaction between SMAD1 and SMAD4 decreased, indicating that SMYD2 can phosphorylation and functional regulation of SMAD1, and the activity of.SMYD2 is regulated by BMP pathway. SMAD1/5 inhibitors can inhibit the phosphorylation of MBP induced, it indicated that SMYD2 regulates SMAD1/5 phosphorylation dependent methyltransferase activity. In order to study the molecular mechanisms of SMYD2 regulation of the BMP pathway, we first examined the interaction between SMYD2 and members of the BMP pathway, SMYD2 found that although there are extensive interaction with the SMADs, but only the interaction with SMAD1 in enhanced activation of BMP when; on the other hand we also examined whether SMYD2 methylation of BMP pathway members found SMYD2 methylation specific BMP pathway specific type II receptor BMPR2, and methylation. In the BMPR2 kinase activity region, we also found that BMPR2 methylation existed in the activation of BMP signaling pathway. In general, our study showed that methyltransferase SMYD2 may affect its function through methylation of BMPR2, thereby regulating the activation of BMP pathway.

【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：Q23

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本文編號(hào)：1651167