化去乙酰化与基因表达调控研究进展

1、安农业科学。西。（：责任编辑孙红忠责任校对李洪组蛋白乙酰化去乙酰化与基因表达调控研究进展李保华，张卫林（河南师范大学生命科学学院，河南新乡）摘要在真桉生物中，组蛋白是构成核小体的重要成分，其乙酰化与去乙酰化修饰在真核生物基因表达调控中起重要作用。组蛋白乙酰化异常（低乙酰化或高乙酰化）常会引起基因表达紊乱，进而引起疾病的发生。对组蛋白乙酰转移酶（陆咖，）及组蛋白去乙酰化酶（，）的种类，组蛋白乙酰化与去乙酰化与基因表达调控、疾病发生的关系进行了综述。关键词组蛋白乙酰化去乙酰化；组蛋白乙酰转移酶；组蛋白去乙酰化酶；基因表达；肿瘤文献标识码文章编号玎一（）一“一中圈分类号鹤嘲柑啷蛔幻啦艘白哟哪日哟由舳

2、豳瞄醯咂噬即蜘（，口粕，）（嘶，）哦岫，黼坤帆，如既糟，日嗤比嘴）；（）；哼（）；组蛋白是真核生物核染色体的重要构成成分。组蛋白。具有相似的结构和功能，属于同一亚家族即类。表达广泛，主要分布于细胞核，能与转录因子结合，抑制基因转录。酵母的哺乳动物同源物为、和，即类。组蛋白乙酰化去乙酰化与基因表达调控人们很早就发现组蛋白乙酰化与基因活化有关，而去乙酰化与基因沉默有关，但组蛋白乙酰化与去乙酰化参与基因表达调控的确切机制至今仍不清楚。过去研究认为组蛋白、朋组成的八聚体与其上缠绕圈的个碱基对构成核小体核心，再与组蛋白间隔构成核小体，串珠状的核小体反复盘绕折叠构成染色质。核心组蛋白的端尾部可以通过各种修

3、饰活跃地与及其他蛋白质相互发生作用，在调整核小体以及染色质结构中发挥作用，从而使被抑制的基因重新恢复活性。在组蛋白的修饰中，研究最多的是乙酰化【。研究发现染色体组蛋白的乙酰化修饰与活跃的基因表达密切相关，而相应基因调节区的乙酰化程度不足通常引起基因沉默【乙酰化与去乙酰化主要通过以下种方式影响基因的表达：一是组蛋白乙酰化与去乙酰化改变核小体周围环境，加强或组蛋白乙酰化去乙酰化修饰是基因转录调控的关键机制之一，雨这种修饰作用分别由组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶调控，所以间接调节基因的转录和沉寂。平衡的紊乱会使基因表达失控，从而导致肿瘤的发生。削弱基因表达相关蛋白质与的相互作用；二是组蛋白乙酰化

4、与去乙酰化参与染色质构型改变，进而影响蛋白质与蛋白质、蛋白质与的相互作用；三是组蛋白乙酰化与去乙酰化作为特殊信号，被其他蛋白质因子识别并影响它们的活动，从而实现对基因表达的调控一。组蛋白可与分子紧密结合，使染色质呈致密卷曲灯的种类根据在细胞内分布及诱导乙酰化后的效应分为型（核内）和型（胞质）两类。目前已知的型种类较多，如酵母、脊椎动物、心（相关因子）、家族（包括人单核细胞性白血病锌指蛋白，单核细胞性白血病锌指蛋白相关因子）、蛋白家族（）、相互作用蛋白（）等。另外，型仅存在于核内，并与基因转录有密切关系。型通常只能使新合成的和组蛋白端尾部特定赖氨酸残基乙酰化，并影响其在核小体组装中的定位。已知的

5、型有酵母和，而人类的同源物尚未发现蚓。期鼢的种类结构。最新研究发现乙酰化修饰大多在组蛋白赖氨酸的、和赖氨酸、等位点。组蛋白乙酰化是可逆的动态过程，组蛋白乙酰基转移酶将乙酰辅酶乙酰基部分转移到核心组蛋白氨基末端特定赖氨酸残基的氨基基团上，氨基上的正电荷被消除，这时分子本身所带的负电荷有利于构象的展开，核小体的结构变得松弛。这种松弛的结构促进了转录因子和协同转录因子与分子的接触，因此组蛋白乙酰化可以激活特定基因的转录过程。组蛋白去乙酰化酶则移去组蛋白赖氨酸残基上的乙酰基，恢复组蛋白的正电性，带正电荷的赖氨酸残基与分子的电性相反，增加了与组蛋白之间的吸引力，使启动子不易接近转录调控元件，从而抑制转录

6、【。组蛋白乙酰化去乙酰化异常与疾病发生的关系肿瘤发生的一个重要起因是细胞增殖和分化失常。当细胞增殖加剧、分化或凋亡减少时，未分化的细胞增多，出现恶性生长现象。细胞增殖分化在正常情况下受到许多信息的调控而保持平衡状态，一旦这种平衡受到各种物理、化学或生物因素的干扰失去平衡，就引起异常分化与增殖。细胞人类的至少有种，包括一和毋酵母（）、都是已知的去乙酰化酶。唧嚏可分成个亚型。基金项目作者简介收稿日期河南省动物学省级重点学科基金项目。李保华（口一），男，河南西华人，在读硕士，助教，从事生物技术研究。狮卷期李保华等级蛋白乙酝化去乙酰能岛基因表达调控研究进麓及有机体内组蛋自乙酰化和去乙酰化之间存在着一种

7、平衡，这种平衡受到严格控涮，是诿节基因表达的一个重要因索，从而参与决定细胞的命运，平衡的打破成为产生某些癌瘢或抑制另一些癌症的直接诱因。诲多研究证实缝蘩蠢高或低乙魏纯在鼬瘸发生审超重甏作用。组蛋白乙酰化与去乙酰化的变化与肿瘤细胞的形态变化有关，且催化组蛋白乙酰化的（例如、等）或催纯缝蛋自去乙魏位懿习与一些癌基因和抑癌基因产物相互作用，从而修饰或介导这些产物对与细胞分化和细胞增殖有关的基因转录的作用。等婿究了缝蛋囊低乙酝忧在肿瘤发生过程中戆终鼷，诬实原癌蛋白通过干扰和的生长抑制作用选择性地在特定组织中导入能够弥补这些缺陷基因的等位基陵将会增强对这些基霞程胚骀发育及残体组织孛功髓的理解。另外，未来

8、应该研究控制组蛋内泛索化、磷酸化等表观遗传修饰的其他酶在个体发育中的功能，这不但会完善穰麓凌麓，更囊漤的是这夔黪霹能修镣些菲缓蛋囱底物，对这些因素和它们功能的研究对于诠释由这些酶的无效等位基阑所引起的表型变化舆有重要作用。此外，遴过大量的裘混遗传研究露戳鉴定蹬谗多染色爱修舔粼和转渌因子，对这些染色质修饰剂和转渌因子所构成的具有高度动态性和协调性的网络结构研究无疑将会为治疗人类疾瘸的干缨照的设计提供黎要愚路。参考文献，碑，：一，；：而刺激增殖，和均有活性。另外，些日，雠蒯如，目研究发现缀蛋鑫去乙酝诧酶搀创剡，翔丁酸盐灏儆（抗霉菌素）髓在体外诱导多种肿瘤细胞系（胃癌、结肠癌、前列腺癌、乳腺癞、卵巢

9、癌、神经母细胞瘤、黑色素瘤、肺癌和自衄瘸等）的生长停滞、分化或凋亡归。自盘病细胞由予染色体移位产生融合基因，该基因表达的蛋自异常募集，弓起组蛋白去乙酰化过度，使基因转录受抑和囱血病的发生。所以抑制活性、限止组蛋自的过度羝乙溉化，就可以，麓，鲢，雾西】，一伊甜舢【槿，（）：。矗）舾，越铡翱删均惜翔口如獬稻蚓，蛳崩目嚏自涮，：。习蹬璐剁砌（鸲）蚋划删胖酬：诱导组蛋自的适度乙醚化状态，将高度有穿的染色俸打开星松弛状态，促进转录因子与结合，从而受抑的肿瘤抑制基因得到表达，起到治疗肿瘤的作用倒。翦素一些组鬣自修饰特别是可逆的乙酰化及去乙酰化修饰在基因表达调控及疾瘸治疗中具有重要作用。应用基因敲除技零已经

10、撼示诲多染色凌蘩镣蛋自是正常发育所必嚣麓，然而这些基因的一部分一经敲除就会引起早期胚胎死亡，排除了它们在后期发育阶段中的作用。所以在后期发育阶段（上接第页）选不同品质类型的小炭变异株，减少田问工作量和工作的菖蟊性，挺鑫专滔瑟秘憋选育效率。参考文献（，吐翻蒯靠董琢黔张啜溉。，：如酬出饼口一，。“柚出端把纛聊越，：勰，日。聪威两，（）：一洫，（）：魄暇，王的麟，揪，（）：【黼潮瓷蚯【。，矗，蛐。，唧盯甜慨日喊，（）：一一”一卜一卜一一÷，呻一一”一卜十“卜卜”卜一一“十”一一十”。一一÷一“十一一一斗“一÷一韩东，李金国，粱红健，等利用分子桥记检测空间飞行诱导的鬻茄突

11、变航天医学与医学工程，（）：王斌，李金国，邸芳，等，绿囊空阈诱变育种及其分子生物学分析。空黉稿学羚蠹，袄蹭千）：邱芳，李金国，翁曼丽，等空间诱变绿豆长獒型突变系的分子生物学分析中国农业科学，（）：，。，妇徽避。德，（）：。【】徐建蓖，椭滋，奚永安，等高空环境对永瑟潺变俸瓣的繇究】。靛天医学与医学工程，（）：融，（）：一。巧掣确泌】张健，李金莺，王培生，等。菜驻空闻突变赫系的分子生物学分析】。航天医学与医学工程，（）：王江春，牮春生，刘学卿，等鲁麦号小麦种子的高空诱导效应裥探莱日农学院学报，（）：【李源祥，零金重，扬颜枣，筹赣导釉号亲本空砭诱蹙懿蛙状交羚疆究】簸天医学与医学工程，（，（）：一。，

12、印￥，（）：蜘蛳嘲§豳邓立乎，鄹涯华，张军民，等。空间诱变楚甜椒育种中的应用空间稀学学缓，（鬻）：徐建龙，瑟永安，蒋兴树，等空间条件对水稻诱变效应研究空闻科学学报，（增训）：李金国，穗挚村，王长城空间条件对几种粮食作物的阅工酶和细地学特性的影响疆。遗传学报，（）：。】蒋笋§季，李衾莺，陈莠嚣，簿“罄速趣翌星搭载对承稻释子遗传僚的影响科学通报，（）：邢金鹏，！彖受宜，朱立熄，等水稻种子经卫星搭载厝大粒型突变系的分子生物学分析口航天医学与医学工程，（）：杨存义，陈芳远，王应祥，等粳稻品种秋光空间诱变突变体的微卫星分析嘲。西蹦翱拷颦畏，（，（）：【籽】张文程，潘毅，鼯瀣，等。幸枣爵号飞叁签载豹耱莓试警麓怒徽结构及其分析作物学报，（）：徐建龙，王