在应急条件下PP1α介导H3S10ph去磷酸化调控Brd4活化从而诱导基因的表达

摘要

在真核细胞中，基因转录延伸被认为是应激基因快速表达的限速步骤。P-TEFb在基因转录延伸中扮演着重要角色。在信号刺激的条件下，P-TEFb被募集到启动子区域附近，磷酸化PolⅡCTD的ser2及其他相关因子，使PolⅡ由转录停置状态转化成生产RNA的状态。Brd4作为P-TEFb主要的募集因子，在基因转录延伸中同扮演着重要的角色。在静息状态时，绝大多数Brd4都结合在染色体上。然而，Brd4如何从与染色体结合的状态转变成调控基因转录的状态，其分子机制还不清楚。本实验室前期已报道，在UV、HMBA、Dox等外界胁迫因素刺激条件下，HDAC1/2/3介导H4k5ack8ac去乙酰化，是调控Brd4从染色体上释放的必要条件但不是充分条件。因此，本文主要研究调控Brd4从染色体上解离是否有其他信号途径及其调控的分子机制。本研究以HeLa细胞株为研究模型，通过体内过表达、基因敲出、体外酶处理等手段，结果发现:PP1α是调控Brd4从染色体上释放另外一条信号必要途径;对其分子机制进一步研究发现，PP1α介导H3S10P去磷酸化，并且它是HDAC1/2/3介导H4k5ack8ac去乙酰化、Brd4应激活化和快速诱导基因表达的先决条件。可见，细胞通过H3S10P和H4k5ack8ac组蛋白cross-talk调控Brd4活化。综上所述，我们基本确定在HMBA、UV、DOX等应激条件下调控Brd4从染色体上释放应激活化的信号途径及其分子机制，并首次发现PP1α是调控Brd4从染色体上释放的必要信号通路，同时揭示了H3S10P在调控Brd4从染色体上释放过程中的新功能。结合我们之前对P-TEFb活化的研究，我们已建立了基因转录延伸严格调控的复杂信号网络。

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英文缩略对照表

摘要

第一章 前言

1．1 真核基因转录和P-TEFb活性调控机制

1．1．1 真核基因转录循环

1．1．2 RNA聚合酶Ⅱ活性调控

1．2 P-TEFb复合体的结构与功能以及活性调控方式

1．2．1 P-TEFb复合体的结构及其功能

1．2．2 细胞内调控P-TEFb活化的信号和分子机制

1．3 P-TEFb和基本募集因子Brd4

1．3．1 Brd4和BET家族蛋白

1．3．2 Brd4在基因转录中的双重作用

1．3．3 Brd4在细胞周期、肿瘤细胞、炎症反应和急性骨髓白血病等方面的功能研究

1．4 组蛋白修饰

1．4．1 组蛋白修饰和基因转录

1．5 研究目标、内容和意义

1．5．1 研究背景和目标

1．5．2 研究内容和意义

第二章 实验材料和方法

2．1 实验药品、试剂与仪器

2．2 常用溶液配方

2．3 实验方法

第三章 结果与讨论

3．1 PP1α信号途径调控信号刺激引起的Brd4应激活化

3．1．1 DOX、UV、HMBA处理细胞引起H3S10P去磷酸化和H4KSacK8ac去乙酰化

3．1．2 PP1α介导组蛋白H3S1OP去磷酸化

3．1．3 PP1α调控Brd4应激活化从染色体上解离

3．2 PP1α介导H3S10去磷酸化使HDACs介导H4k5ack8ac去乙酰化

3．2．1 重组酶介导H3S10去磷酸化PP1α先于HDACs介导H4k5ack8ac去乙酰化

3．2．2 敲除PP1α和过表达突变体PP1α-H66N阻断应激条件下引起的H4k5ack8ac去乙酰化

3．3 PP1α介导H3S1OP去磷酸化是Brd4应激活化和诱导基因表达的先决条件

3．3．1 PP1α介导H3S1OP去磷酸化是Brd4应激活化的先决条件

3．3．2 PP1α介导H3S1OP去磷酸化是诱导基因表达的先决条件

3．4 讨论

参考文献

致谢