孙灿灿,刘宇,邹月,刘君,杨志民,陈煜

(南京农业大学草业学院,江苏 南京 210095)

在真核生物细胞中,蛋白质是最为重要的生命活动物质之一,而蛋白质的加工和修饰更是其行使完整功能的重要中间步骤。蛋白翻译后修饰包括甲基化、磷酸化、乙酰化、泛素化、亚硝基化、sumo化等一系列修饰途径[1]。其中甲基化是甲基转移酶(methyltransferase,MT)将甲基基团从腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl-L-methionine,SAM)转移到以氮、氧、硫为核心的精氨酸和赖氨酸残基上[2]。蛋白精氨酸甲基转移酶(protein arginine methyltransferase,PRMT)是一类催化甲基基团从SAM转移到靶蛋白精氨酸残基的酶,根据结构和功能可以分为4类,其中Ⅰ型PRMT可以催化生成ω-单甲基精氨酸(ω-NG-mono methylarginine,MMA)和非对称的二甲基精氨酸(asymmetricω-NG,NG-dimethylarginine,ADMA),Ⅱ型催化生成ω-单甲基精氨酸和对称的二甲基精氨酸(symmetricω-NG,N′G-dimethylarginine,SDMA),Ⅲ型仅催化生成ω-单甲基精氨酸(ω-MMA),Ⅳ型催化生成δ-精氨酸单甲基化(δ-NG-mono methylarginine,δ-NMA),但目前仅在酵母中发现[2]。

精氨酸的甲基化是通过阻碍氢键的形成和增加胍基的疏水性来改变其化学性质,在信号转导、染色质重构、RNA加工、基因转录、DNA修复和细胞运输等许多生物学过程中起着重要作用[3-4]。研究表明,精氨酸甲基化和DNA甲基化存在一定联系,拟南芥(Arabidopsisthaliana)AtPRMT11可以甲基化AtMBD7(methyl-DNA-binding protein 7)的C端DNA结合域实现染色质重构[5]。精氨酸甲基化对莱茵衣藻(Chlamydomonasreinhardtii)非组蛋白NAB1(nucleic acid binding protein 1)活性的调节可以独立于半胱氨酸的氧化还原控制[6]。Ⅱ型AtPRMT5对拟南芥生长发育和盐胁迫下耐受性有重要作用,AtPRMT5能够协同组蛋白H4R3对称性双甲基化水平,切换与FLC(FLOWERINGLOCUSC)启动子染色质区域结合状态,促进或抑制FLC启动子与下游盐胁迫响应基因的表达[7-9]。……