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基于经典遗传学的概念而来,表观遗传学的含义随着研究者们对真核生物基因表达调控分子机制研究的深入不断地更新,目前的通行定义即研究在有丝分裂和减数分裂的过程中,非基因组DNA序列突变引起的生物体基因功能及表型上的可继承性的改变。表观遗传学调控的方式主要有染色质重塑,DNA甲基化,组蛋白修饰以及非编码RNA的作用。本文主要讨论组蛋白乙酰基转移酶MOF/NSL复合物全酶活性受到其中亚基NSL3 Thr755位点的O-GlcNAc糖基化修饰调控的分子机制。MOF(males absent on the first)/NSL组蛋白乙酰基转移酶复合物具有十分广泛的底物特异性,除了可以将组蛋白H4的K16位点乙酰化,还可以在体外重组染色质中乙酰化组蛋白H4的K5及K8位点,且非组蛋白p53也是它的底物之一。MOF/NSL复合物由9个亚基组成,其中包括O-连接的β-N-乙酰氨基葡萄糖(O-GlcNAc)转移酶(同种型1)(OGT1)和NSL3。OGT是自然界中唯一存在的O-GlcNAc糖基转移酶,催化对底物分子的丝氨酸或苏氨酸残基进行O-GlcNAc糖基化修饰的反应。OGT和催化从底物分子的丝氨酸或苏氨酸残基上移除O-GlcNAc的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷水解酶OGA共同作用,协同调控,使得O-GlcNAc糖基化修饰成为可诱导的,可逆的,动态的翻译后修饰。OGT在体内参与调节多种细胞进程,如基因转录,细胞周期,细胞凋亡和细胞的信号转导。细胞内O-GlcNAc糖基化水平失衡会导致多种疾病的发生,如糖尿病,癌症,神经系统疾病与心血管病变等。OGT在细胞内除了以单体形式存在,还可以与多种蛋白质组成复合物,通过O-GlcNAc糖基化修饰影响底物蛋白的功能以及其他表观遗传修饰,从而行使各种生物学功能。NSL3是MOF/NSL复合物中另外一个重要的亚基,研究表明它可以与OGT1直接发生相互作用,并且在OGT1的催化下发生O-GlcNAc糖基化修饰。NSL3的糖基化修饰不仅使它自身的蛋白质稳定性增强,还能够影响全细胞的H4K16,H4K5和H4K8乙酰基化水平,提示OGT1对NSL3的O-GlcNAc糖基化修饰对MOF/NSL复合物的乙酰基转移酶活性起调控作用,而具体的分子机制尚不明确。通过对NSL3分段蛋白的表达及体内、体外糖基化实验,我们发现NSL3上发生的O-GlcNAc糖基化修饰位于C端,而NSL3上的O-GlcNAc糖基化修饰通过泛素结合酶UBE2S介导的泛素-蛋白酶体降解途径调控NSL3的蛋白质稳定性。在进一步的研究中,通过质谱数据推测出6个位于C端可能的糖基化位点,分别进行点突变后通过糖基化实验发现,主要的糖基化修饰发生在Thr755上。而针对Thr755突变型NSL3的研究得出,正是该位点的糖基化修饰减弱了NSL3与泛素结合酶UBE2S之间的相互作用,减少了泛素-蛋白酶体途径造成的NSL3水解,使NSL3蛋白质稳定性增强,进而通过维持MOF/NSL复合物结构的稳定性与完整性使复合物的乙酰基转移酶活性升高。生物学功能方面,在A549细胞中进行的克隆形成实验表明NSL3糖基化修饰增强了细胞的增殖与集落形成的能力,揭示了MOF/NSL复合物稳定性对于肺癌细胞增殖成瘤能力的重要作用。