DNMT3B的ICF突变对其DNA甲基转移酶活性的影响

论文摘要

ICF (immunodeficiency, centromeric instability and facial anomalies)综合症是一种罕见的常染色体隐性遗传病。研究发现,在ICF病人1、9和16号染色体上的典型性(classical)卫星DNA发生了去甲基化。同源谱系分析表明ICF病源位点定位在染色体20q11.2区域,这一区域包含了DNA甲基转移酶3B (DNMT3B)的基因。通过对ICF病人DNMT3B基因序列的测定,发现大部分病人的DNMT3B外显子序列存在错义或无义突变。由于大多错义突变发生在该基因的酶催化结构域,所以病人体内DNMT3B酶活性的丧失被认为是ICF综合症发病的原因。哺乳动物发育过程中基因组DNA甲基化谱式的建立需要起始性DNA甲基转移酶Dnmt3a及Dnmt3b在Dnmt3L等调节因子的精确调控下完成。Dnmt3L是与Dnmt3甲基转移酶同源的一个新成员,它本身并没有DNA甲基转移酶活性,但是却能刺激起始性DNA甲基转移酶的活性,在基因印迹发生过程中协同Dnmt3a完成DNA甲基化过程。ICF综合症本质上源于胚胎发育早期DNA甲基化建立的缺陷,因此导致某些组成型异染色质DNA呈现低甲基化的状态。DNMT3B和DNMT3L在胚胎发育早期mRNA的高表达提示它们的协同作用对这个时期DNA甲基化谱式的建立起着重要作用。本工作首先证实了内源的Dnmt3b和Dnmt3L在ES细胞中的相互作用,并进一步确定了它们相互作用的区域都是在它们的C端结构域。体内及体外酶活性分析发现Dnmt3b中的两个位于催化结构域的ICF突变(A772P和R846Q)并没有使这些突变体蛋白的酶活性发生改变,而是影响了Dnmt3b与Dnmt3L的相互作用,从而影响其甲基转移酶活性被Dnmt3L刺激;而其它6个突突使Dnmt3b的酶活力造成很大程度的降低。免疫组化实验表明小鼠胚胎着床后,在原肠胚时期前,Dnmt3b和Dnmt3L在上胚层共表达,这个结果提示在该时期二者能够相

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 引言
• 1. 材料和方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验方法
• 2. 结果
• 2.1 Dnmt3b 和Dnmt3L 能够相互作用
• 2.2 Dnmt3L 通过与Dnmt3b 的相互作用刺激Dnmt3b 的酶活性
• 2.3 N端调节结构域的突变对起始性甲基转移酶活性的影响
• 2.4 Dnmt3b 决定Dnmt3L 在细胞间期的定位
• 2.5 Dnmt3b决定Dnmt3L在细胞分裂期的定位
• 2.6 体内酶活性分析表明Dnmt3b 酶催化结构域中的ICF 突变影响了Dnmt3L 对其酶活性的调节
• 2.7 体外酶活性分析表明Dnmt3b 酶催化结构域中的ICF 突变影响了Dnmt3L 对其酶活性的调节
• 2.8 人源蛋白DNMT3B 酶催化结构域中的ICF 突变影响其酶活性被DNMT3L 刺激
• 2.9 Dnmt3b 酶催化结构域中的ICF 突变影响了突变体蛋白与Dnmt3L的相互作用
• 2.10 DNMT3B 酶催化结构域的分子建模
• 2.11 Dnmt3b 和Dnmt3L 在胚胎发育早期的共表达
• 2.12 Dnmt3L 基因knockdown 或knockout 后对基因组重复序列甲基化的影响
• 3. 讨论
• 3.1 Dnmt3b 蛋白结构与功能的关系
• 3.2 DNMT3B 突变引起ICF 综合症的分子机理初探
• 3.3 Dnmt3b 和Dnmt3L 在胚胎发育早期大规模甲基化建立过程中的潜在作用
• 3.4 Dnmt3b 和Dnmt3L 在胚外组织发育过程中的潜在作用
• 结论
• 参考文献
• 缩写词
• 发表文章目录
• 致谢