组蛋白去甲基化酶JARID1B的表达纯化及酶活力分析
2012-05-08杨慧蓉徐彦辉
郭 雪 刘 意 杨慧蓉 徐彦辉
(1复旦大学生物医学研究院结构生物学实验室 上海 200032;2复旦大学生命科学学院结构生物学实验室 上海 200433)
组蛋白甲基化是一种重要的翻译后修饰,影响染色质形成、翻译调控及DNA损伤修复等多种生化过程。研究证实组蛋白H3上的多个赖氨酸残基(如H3K4、H3K9、H3K27、H3K36和 H3K79)可以发生甲基化修饰,其中H3K4、H3K36和H3K79的甲基化与转录激活相关,而H3K9和H3K27的甲基化则与转录抑制联系[1-3]。随着2004年第一个组蛋白去甲基化酶LSD1(lysine-specific-demethylase1)的发现[4],目前为止已经有几十种组蛋白去甲基化酶被发现。这些已知的组蛋白去甲基化酶可以分为两类:以LSD1为代表的第一类酶在发生催化反应时需要黄素腺嘌呤二核苷酸(flavin adenine dinucleotide,FAD)作为辅助因子;第二类含JmjC(jumonji C)结构域的酶在去甲基化过程中需要FeⅡ和α-同戊二酸(α-ketoglutarate,α-KG)的参与[5-9]。
JARID1B(jumonji AT-rich interactive domain 1B)属于第二类组蛋白去甲基化酶,能特异性去除H3K4的三甲基化修饰,从而抑制相应基因转录。该蛋白在乳腺癌、前列腺癌等的发生过程中起着非常重要的作用,被认为是重要的药物靶标蛋白[10-11]。人源JARID1B(也称PLU-1)蛋白序列全长1544个氨基酸残基,包含JmjN、Arid、JmjC、Zinc-finger和3个PHD(一个位于N端,两个位于C端)等结构域,它是含JmjC结构域的去甲基化酶家族中拥有结构域种类和数量最多的成员之一。结构功能域的多样性与复杂性在很大程度上影响了该全长蛋白的表达和纯化,本文通过软件预测全长蛋白的二级结构,结合预测的二级结构和已知结构功能域边界设计新的截短体蛋白JARID1B1-825,并采用昆虫细胞表达系统制备得到大量具有酶活性的蛋白,为后续的结构与功能研究以及药物筛选等工作奠定了基础。……
