Cbx蛋白与甲基化组蛋白H3特异性识别研究

论文摘要

在真核生物体中,核小体是染色质的基本结构单元。核小体由组蛋白H2A、H2B、H3和H4形成的八聚体和环绕八聚体的DNA组成。组蛋白的修饰（如甲基化、乙酰化等）会改变核小体与DNA以及下游效应蛋白的相互作用,从而造成基因转录的激活或抑制。对于甲基化修饰,根据修饰位点和数目又可以进一步细分:赖氨酸单、二、三甲基化,精氨酸单、对称二以及非对称二甲基化。这些甲基化的修饰由一系列蛋白进行调控,包括甲基化酶、去甲基化酶以及甲基化识别蛋白等。本文以Cbx家族蛋白（包括Cbx2、Cbx3、Cbx5、Cbx6和Cbx7等）为研究对象,利用理论计算方法研究H3组蛋白上Lys-9和Lys-27甲基化的识别机理。在计算部分,我们首先采用丙氨酸扫描和相互作用熵（AS-IE）结合的方法预测结合自由能。以含有三甲基-Lys 9/27的组蛋白肽段为模型,针对7个复合物体系（Cbx3/H3K9me3,Cbx5/H3K9me3,Cbx6/H3K9me3,Cbx7/H3K9me3,Cbx2/H3K27me3,Cbx6/H3K27me3和Cbx7/H3K27me3）进行了单个残基的自由能分解。计算的结果显示计算得到的Cbx家族组蛋白识别甲基化肽段的强弱顺序与已报道的实验结合能力趋势一致。尽管Cbx蛋白家族具有高度保守性,但不同Cbx蛋白在结合偏好方面显示出显着差异,例如Cbx6和Cbx7同时显示出对H3K9me3和H3K27me3的亲和力,Cbx3和Cbx5对H3K9me3有更强的结合力,而Cbx2则倾向于识别H3K27me3。我们根据计算结果,从定量的角度分析了Cbx蛋白家族的识别特异性来源,加深了我们对三甲基化组蛋白-染色质结构域（Cbx蛋白）相互作用的理解。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 综述
•   1.1 组蛋白概述
•     1.1.1 组蛋白的结构
•     1.1.2 组蛋白的修饰
•     1.1.3 组蛋白修饰调节染色质的途径
•     1.1.4 组蛋白修饰类型
•     1.1.5 组蛋白H3 甲基化修饰：写入、擦除和读取
•     1.1.6 赖氨酸H3 甲基化识别
•   1.2 Cbx 家族蛋白
•     1.2.1 多硫蛋白（Pcg）及其复合物PRC1和PRC2
•     1.2.2 Cbx家族蛋白介绍
•     1.2.3 Cbx家族蛋白保守功能结构域
•     1.2.4 Cbx家族蛋白H3 体系的甲基化识别
•   1.3 通过理论计算进行甲基化的识别
• 第二章 理论基础
•   2.1 分子动力学模拟简介
•   2.2 MM/GBSA计算结合自由能
•   2.3 相互作用熵（IE）
•   2.4 结合相互作用熵的丙氨酸扫描方法（AS-IE）
• 第三章 Cbx蛋白和甲基化组蛋白识别机理分析
•   3.1 分子动力学模拟
•   3.2 AS-IE计算Cbx家族特异性残基相互作用
•   3.3 Cbx蛋白-H3 相互作用讨论和分析
•     3.3.1 K9 在不同体系中识别的特异性分析
•     3.3.2 K27 在不同体系中识别的特异性分析
•     3.3.3 K9和K27 位点识别的分析
•   3.4 小结
• 第四章 总结与展望
•   4.1 本论文意义与创新之处
•   4.2 未来与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 本人在硕士期间成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 曹华丽

导师: 朱通,戚逸飞

关键词: 组蛋白,甲基化,蛋白蛋白相互作用,分子动力学模拟,丙氨酸扫描

来源: 华东师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学,生物学

单位: 华东师范大学

分类号: Q75

总页数: 83

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