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Raf蛋白与异染色质形成

时间:2005-10-20 08:27来源:生命经纬 作者:bioguider 点击: 338次
        异染色质（heterochromatin）对于着丝粒（centromere）和端粒（telomere）正确行使功能必不可少，而且对于一些特殊位点上的基因沉默也具有重要贡献。最近在有关裂殖酵母（fission  yeast）中异染色质形成的模型中，学者认为蛋白质Rik1招募组蛋白甲基转移酶Clr4到染色体的特定位点，接着Clr4促使组蛋白-3（histone-3；H3）上K9甲基化，这一修饰招募来了更多其他蛋白质，导致异染色质形成并将之作为核心不断扩散开来。

        在杂志Genes  &  Development中，Peterson和同事发现了新的Rik1相关蛋白，对异染色质的形成提出了新的见解。使用串联亲和纯化（tandem  affinity  purification，TAP）和质谱（mass  spectrometry）等技术，作者向我们展示了一些和Rik1具有相关性的蛋白：Clr4，组蛋白H2B，两种新蛋白（他们将之命名为Rik1相关因子1和2（Rik1-associated  factor-1；Raf1和Raf2）），Pcu4和Pip1（cullin依赖的泛素连接酶系统的组成部分）。

        因为Pcu4、Pip1和Rik1同时被纯化出来，表明Rik1可能与泛素化（Ubiquitylation；见备注）过程相关。作者指出，在有重组的泛素激活酶和泛素结合酶存在的前提下，Rik1复合物可以在体外促使候选基质H2B聚泛素化（polyubiquitylate）。他们还指出，Raf2和Clr4是泛素连接酶复合物的重要组成部分。

        随后，Peterson和同事们研究了Rik1相关蛋白在异染色质相关功能中的地位。首先，他们研究了新蛋白Raf1和Raf2在转入基因转录后沉默中的作用；转基因所处的位置是在着丝粒异染色质区域。实验表明，rik1,  clr4,  raf1或raf2等基因的敲除会解除转入基因的抑制作用；但是敲除并不会影响插入到常染色质区域的基因的表达状况。所以这些蛋白特异性地作用于异染色质区域。

        Rik1和Clr4对于H3甲基化的着丝粒模式是必需的，即造成H3-K9甲基化丰富，H3-K4甲基化减少。那么，Raf1和Raf2是否影响这个甲基化模式？敲除raf1或raf2和敲除rik1或clr4有着相同的效应：导致H3-K9甲基化减少，H3-K4甲基化增多。结合转基因沉默的结果，这些现象表明，在影响异染色质中H3甲基化调控的基因沉默机器中，Raf1和Raf2是新发现的组成部分。

        Peterson和同事继续研究了Rik1复合物的泛素连接酶活性在异染色质形成中的地位。使用Pcu4的一个显性失活等位基因（dominant-negative  allele），他们发现Pcu4对于异染色质沉默具有重要贡献。特别地，Pcu4依赖的泛素连接酶在异染色质结构域形成中通过防止错误的H3-K4甲基化实现其功能。

        从而，作者们发现了在着丝粒异染色质的转录沉默中必需的两种新蛋白，Raf1和Raf2；同时还发现了对异染色质形成必需的Rik1相关的E3泛素连接酶。相信今后的研究会阐述清楚这些蛋白质的具体分子功能。



        备注：

        泛素化/Ubiquitylation：指泛素多肽链共价结合目标蛋白质的过程，牵涉的酶主要有以下三种，E1泛素激活酶/E1  ubiquitin-activating  enzyme，E2泛素结合酶/E2  ubiquitin-conjugating  enzyme，E3泛素蛋白连接酶/E3  ubiquitin-protein  ligase。泛素化已经成为控制膜蛋白的表面表达的重要机制，也是一种广泛调控真核细胞功能的翻译后修饰的方法。



        编者注:摘译自ORIGINAL  RESEARCH  PAPER

        Horn,  P.  J.,  Bastie,  J.  -N.  &  Peterson,  C.  L.  A  Rik1-associated,  cullin-dependent  E3  ubiquitin  ligase  is  essential  for  heterochromatin  formation.  Genes  Dev.  19,  1705−1714  (2005)  

        FURTHER  READING

        Maison,  C.  &  Almouzni,  G.  HP1  and  the  dynamics  of  heterochromatin  maintenance.  Nature  Rev.  Mol.  Cell  Biol.  5,  296−305  (2004)   (责任编辑：泉水)
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