组蛋白丙酰化修饰酶体系的鉴定及生物学功能研究

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组蛋白丙酰化修饰与组蛋白乙酰化修饰一样,也是一种动态可逆的、在进化上保守的赖氨酸修饰。组蛋白丙酰化修饰是由组蛋白丙酰基转移酶将丙酰辅酶A的丙酰基转移到赖氨酸ε-氨基上产生的一种新型组蛋白翻译后修饰,能够被组蛋白丙酰基转移酶(HPT)和去组蛋白丙酰化酶(HDPR)动态调控。已有体外实验表明,CBP/p300和PCAF/GCN5能够催化组蛋白丙酰化修饰,SIRT1-3能够去组蛋白丙酰化修饰。但是在体内哪些酶能够动态调控组蛋白丙酰化修饰以及关于这种修饰的生物学功能的研究相对较少;另外,组蛋白丙酰化修饰与人类疾病的相关性及作用研究甚少。本论文主要对组蛋白丙酰化修饰的酶体系、生物学功能以及与二型糖尿病之间的相关性做了研究。基于丙酰基团和乙酰基团在结构上非常相似,所以我们首先针对乙酰化酶家族(CBP/p300家族、GCN5家族和MYST家族)和去乙酰化酶家族(HDAC1-11和SIRT1-7)进行了组蛋白丙酰化酶和去组蛋白丙酰化酶的筛选。通过免疫染色和Western blot等实验,我们证明了CBP/p300、GCN5、MOF以及与Jade1共表达的HBO1具有催化组蛋白丙酰化酶活性;Class I家族的HDAC1-3和HDAC8是主要的去组蛋白丙酰化酶。通过对肝癌细胞的饥饿处理,发现组蛋白丙酰化修饰上升,组蛋白乙酰化修饰下降,而其他修饰没有明显变化,并且饥饿处理能够促进脂肪酸β氧化过程关键基因的表达。通过对二型糖尿病病人外周血细胞修饰水平的检测,发现组蛋白丙酰化修饰在糖尿病病人样本中相对较高,暗示丙酰化修饰可能与糖尿病的发生发展具有相关性,为今后糖尿病的临床治疗提供一定的理论基础。
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