《發展化學蛋白組學方法以研究組蛋白精氨酸甲基化》是依託香港大學深圳研究院，由李祥擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：發展化學蛋白組學方法以研究組蛋白精氨酸甲基化
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李祥
- 依託單位：香港大學深圳研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
組蛋白的翻譯後修飾參與調節了諸如基因轉錄、DNA複製以及受損修復等一系列重要的生物過程。組蛋白修飾是通過生物酶在組蛋白表面特定的胺基酸側鏈上面進行化學修飾來完成的。同時，細胞內也存在著一些特有的蛋白。它們可以識別組蛋白表面的特定化學修飾，並將這些修飾“解讀”並“翻譯”成調節細胞正常生理功能信號。正因為如此，對組蛋白修飾的錯誤“解讀”往往可能導致嚴重的人類疾病，例如：癌症和發育畸形。因此，找到那些能夠識別組蛋白修飾的蛋白分子，並全面理解它們“解讀”組蛋白密碼的細胞調控機制，不僅對基礎科學研究也對人類疾病治療有著深遠的作用。然而，到目前為止，仍然缺乏一種有效並可靠的方法，能在像細胞這樣擁有大量的、種類繁多的蛋白質的複雜體系中，選擇性地找出並鑑定那些能夠識別特定組蛋白修飾的蛋白分子。因此本項目旨在發展一種以化學光交聯與定量蛋白組學相結合方法來系統全面的尋找並鑑定組蛋白修飾的識別蛋白。
結題摘要
組蛋白翻譯後修飾在諸如DNA複製，基因轉錄以及DNA損傷修復等細胞活動中扮演者至關重要的角色，組蛋白修飾的正常功能受到其“書寫器”，“擦除器”和“閱讀器”的緊密調節。組蛋白的精氨酸甲基化是一種非常普遍的組蛋白修飾，其調節包括mRNA剪接、翻譯和細胞信號傳導在內的一系列表觀遺傳學進程。近年來對精氨酸甲基化的“書寫器”和“擦除器”研究頗多，而對其“閱讀器”的了解還比較有限，這也限制了對其生物學功能的進一步探究。在本項目中，我們構建了帶有以下三種功能基團的多肽探針：（1）甲基化精氨酸，以捕獲 “閱讀器”；（2）光交聯基團，以固定弱或者瞬時的相互作用；（3）端基炔基團，以富集捕獲的蛋白質用於質譜鑑定。結合基於同位素標記的定量蛋白質組學，我們在全蛋白質組水平上對兩種組蛋白精氨酸甲基化的“閱讀器”進行了鑑定。我們成功合成了兩種芴甲氧羰基保護的含有光交聯基團雙吖丙啶的胺基酸，光亮氨酸和光甲硫氨酸。這兩種胺基酸可以用來合成所需的多肽探針。我們還成功開發了多種具有不同程度精氨酸甲基化及不用光交聯基團的多肽探針及相應的對照探針用以鑑定精氨酸甲基化的“閱讀器”。這些探針不僅可以用於本課題，也可以作為公共科研資源提供給其他研究人員用來研究組蛋白精氨酸甲基化。同時，這種化學探針的設計原則及實驗方法也可以被借鑑並用於研究其他組蛋白轉錄後修飾。利用開發的探針我們成功鑑定出了兩個潛在的H3R2me1的“閱讀器”蛋白CUL4A/B和NRDC，並利用大腸桿菌表達系統成功表達純化了這兩種蛋白。這是第一次在全蛋白質組水平上對特異性識別H3R2me1的蛋白進行鑑定，雖然後續的實驗發現，CUL4A/B和NRDC在單蛋白水平上並不能特異性地的識別H3R2me1，但我們推測這是因為兩個蛋白質在細胞內是通過形成蛋白質複合體來實現對H3R2me1的特異性識別。接下來我們會繼續對這兩種蛋白和H3R2me1之間的相互作用進行探究。我們還鑑定出一個潛在的H3R8me2a識別蛋白SPIN3並會繼續對其進行探究。
