組織蛋白甲基化

組織蛋白甲基化(Histone methylation)是真核生物染色體上包裹DNA組織蛋白離胺酸精胺酸甲基化轉譯後修飾,多發生在組織蛋白H3英語Histone H3組織蛋白H4英語Histone H4向外延伸的N端[1],此反應由組織蛋白甲基轉移酶(HMT)催化,將S-腺苷甲硫胺酸(SAM)中的甲基轉移到組織蛋白上[2],其中離胺酸可被加上一至三個甲基(取代NH3+基團上的氫離子),精胺酸則可被加上一或兩個甲基(取代NH2基團上的氫離子),過去認為此修飾不可逆,但現在已知有組織蛋白脫甲基酶英語demethylase(HDM)可將組織蛋白上的甲基水解移除[3]。組織蛋白甲基化可影響染色體結構以及與其他蛋白的結合力,因被修飾的胺基酸種類和加上的甲基數目不同,此修飾可能促進或降低基因的轉錄,如H3K4me2H3K4me3英語H3K4me3H3K79me3一般可促進轉錄,H3K9me2英語H3K9me2H3K9me3英語H3K9me3H3K27me2H3K27me3英語H3K27me3H4K20me3英語H4K20me3則抑制轉錄[4],另外有些組織蛋白甲基化位點和DNA修復有關,可與參與DNA修復的蛋白結合[5]。組織蛋白上不同位點的多種修飾(包括甲基化、乙醯化磷酸化等)可能組合成組織蛋白密碼,共同影響染色體結構,並與細胞中的其他蛋白結合以調控基因的轉錄[6][7]

組織蛋白甲基轉移酶

雌性哺乳類細胞中X染色體去活化的過程中,去活化的X染色體(Xi)即受到H3K9me3、H3K27me3等位點的組織蛋白甲基化,由與長鏈非編碼RNAXist英語Xist結合的多梳家族蛋白進行修飾,進而成為異染色質[8]。組織蛋白甲基化的異常與數種癌症有關[9]

參見

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參考文獻

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  1. ^ Jia, Songtao; Wang, Yu. Degrees make all the difference (PDF). Epigenetics. 2009, 4 (5): 1–4 [2021-04-24]. (原始內容存檔 (PDF)於2011-03-01). 
  2. ^ Wood A. Posttranslational Modifications of Histones by Methylation. Conaway JW, Conaway RC (編). Proteins in eukaryotic transcription. Advances in Protein Chemistry 67. Amsterdam: Elsevier Academic Press. 2004: 201–222. ISBN 0-12-034267-7. PMID 14969729. doi:10.1016/S0065-3233(04)67008-2. 
  3. ^ Klose RJ, Zhang Y. Regulation of histone methylation by demethylimination and demethylation. Nature Reviews Molecular Cell Biology. Apr 2007, 8 (4): 307–18. PMID 17342184. doi:10.1038/nrm2143. 
  4. ^ Kooistra, Susanne Marije; Helin, Kristian. Molecular mechanisms and potential functions of histone demethylases. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2012-04-04, 13 (5): 297–311. ISSN 1471-0072. PMID 22473470. doi:10.1038/nrm3327. 
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  7. ^ Barratt MJ, Hazzalin CA, Cano E, Mahadevan LC. Mitogen-stimulated phosphorylation of histone H3 is targeted to a small hyperacetylation-sensitive fraction. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. May 1994, 91 (11): 4781–5. Bibcode:1994PNAS...91.4781B. PMC 43872 . PMID 8197135. doi:10.1073/pnas.91.11.4781. 
  8. ^ Ng K, Pullirsch D, Leeb M, Wutz A. Xist and the order of silencing. EMBO Reports. January 2007, 8 (1): 34–9. PMC 1796754 . PMID 17203100. doi:10.1038/sj.embor.7400871. Table 1 Features of the inactive X territory 
  9. ^ Zhao Z, Shilatifard A. Epigenetic modifications of histones in cancer.. Genome Biol. 2019, 20 (1): 245. PMC 6868810 . PMID 31747960. doi:10.1186/s13059-019-1870-5.