组蛋白H3的赖氨酸4特异甲基转移酶被识别

　　

    北卡罗来纳州立大学的科学家们发现了一个新的细胞内蛋白质，该蛋白质可能是控制基因表达和沉默的主要开关中的一个至关重要的分子成分。这个新分子对调控基因表达也许极为重要。如果真是如此，那么该发现最终将导致疾病新疗法的产生并为有关利用干细胞制造器官的研究提供重要信息。

    这个新发现的分子名为SET7。研究由北卡罗来纳州立大学查布尔希尔医学院的生化助教Yi Zhang博士领导，Yi Zhang同时也是大学Lineberger 癌症综合研究中心的一员。研究结果发表在2001年12月21日期的《分子细胞》（Molecular Cell.）杂志上。

    所有基因的表达都必须受到严格的控制，Zhang表示。“当我们谈论基因的时候，我们实际谈论的是细胞核中与几个称为组蛋白的基本蛋白联合成一个复合体的DNA。这个基本的结构就如同‘一串念珠’，它可以进一步压缩成更高级的形式－－即所谓的染色体质形式。“他解释说。

   “通过这个压缩成染色质的过程可以有效储存遗传信息。但同时它也阻止了调控基因表达的蛋白质－－转录因子与DNA的接触。”

    Zhang和他的同事认为他们的发现是染色质结构解螺旋和螺旋化的动力学变化机制的一部分。他们将注意力集中在一个特殊的共价修饰－－甲基化上，把一个甲基团附加到组成组蛋白分子尾部的赖氨酸上。

    为什么是赖氨酸？这是因为最近的研究已证实基因沉默，或称失活与组蛋白H3尾部区域的一个赖氨酸特殊位点(赖氨酸 9)的甲基化有关。

    不出所料，氨基酸的甲基化修饰果然大都发生在赖氨酸上。“30年前，我们就已经知道组蛋白可以被甲基化，但直到1年前第一个赖氨酸9特异组蛋白甲基转移酶被发现，人们才识别出负责甲基化修饰的酶。”Zhang说：“我们新识别出的SET7，专门修饰另一个位于组蛋白H3氮末端的赖氨酸－－赖氨酸4。这是迄今第一个从高等生物真核细胞（包括哺乳动物）中识别出的可以甲基化组蛋白H3赖氨酸4的蛋白质。

   “通过甲基化H3的赖氨酸4，SET7使染色质的结构更为开放，其它蛋白质因而就可以接近基因。“研究小组还发现组蛋白H3上赖氨酸4和9 的甲基化相互抑制。因此，这项发现表明赖氨酸4和9任何一个甲基化都能够决定基因是表达还是沉默。

    然而，实际情况比这还要复杂。SET7可能还存在未被识别的职能伙伴。Zhang表示：“我们知道SET7修饰赖氨酸4。但我们不知道修饰后，基因确切是如何被激活的。”参与该研究的还包括医学院的另一位生化助教Christoph Borchers博士。研究通过利用质谱仪测定片段的原子量来识别出蛋白质。

   现在，Zhang正着手研究SET7在生命的起始阶段－－胚胎形成过程中可能的作用。

生物通摘译自BIO.COM 2001-12-20