[发明专利]L11 MT蛋白作为甲基转移酶的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种来源于冰岛硫化叶菌的L11 MT蛋白在作为甲基转移酶中的应用。 

背景技术

蛋白的翻译后修饰目前已报道的就超过200多种，其中研究较多的是磷酸化、泛素化、甲基化、乙酰化、糖基化、脂基化等，尤其以真核生物中组蛋白的修饰为主要内容的表观遗传学最为引人关注。组蛋白N端尾部是修饰集中发生的区域，经常被乙酰转移酶、甲基转移酶、激酶及泛素连接酶等识别做上相应的记号，成为“组蛋白密码”参与其它蛋白的募集，进而调节染色体的高级形态、染色体复制分离和基因表达。多种修饰在不同组蛋白的不同的位点产生的密码组合变化非常之多，从而可能实现更为精细的调控。其中，组蛋白甲基化修饰早在1964年即有报道，但直到近几年组蛋白甲基转移酶及去甲基化酶的发现才正式揭开了表观遗传研究的一大重要方向。 

组蛋白甲基化通常只发生在赖氨酸和精氨酸。催化组蛋白甲基化的酶可分为赖氨酸甲基转移酶（KMT）和精氨酸甲基转移酶（RMT）两大家族。KMT大多数含有SET结构域。SET家族赖氨酸甲基转移酶负责催化已知的大多数组蛋白甲基化，如H3K4和H3K36甲基化参与基因转录激活，而H3K9、H3K27和H4K20的甲基化则参与异染色质的形成，抑制基因转录。Zhang、Struhl和Gottschling等多个课题组在2002年几乎同时发现了一类新的不含SET结构域的甲基转移酶，即Dot1家族，可以催化H3K79位的甲基化。与其它甲基化通常发生在N端尾巴不同，K79位于组蛋白H3的核心部位，但晶体结构显示K79暴露于核小体的表面。 

Dot1（Disruptor Of Telomeric silencing）在酿酒酵母中筛选影响端粒沉默因子时首次发现，随后发现Dot1同源蛋白普遍存在于人和其它哺乳动物。Dot1蛋白家族含有4个保守的基序（motif），这些基序对依赖于SAM的甲基转移酶活性是至关重要的，基序I中的一个甘氨酸突变或几个氨基酸突变会造成其甲基转移酶活性大部分丧失。许瑞明课题组解析的人Dot1L蛋白活性中心的结构与功能分析表明虽然其三维结构类似于典型的RMT，但催化机制则接近于含SET结构域的KMT。Dot1能专一地催化组蛋白H3K79的甲基化，包括单甲基化、二甲基化和三甲基化。酵母、果蝇和小鼠中敲除Dot1后，导致组蛋白H3K79完全不能甲基化。H3K79的甲基化可以阻止Sir2/3去乙酰化复合体对染色质的结合从而抑制异染色质的形成，而Sir2/3复合体如果先结合到未发生H3K79的区域，则可以阻止Dot1产生H3K79甲基化，两者处于这样一种动态平衡，维持常染色质和异染色质两种状态。H3K79甲基化是常染色质或转录激活的标志，在酿酒酵母中90%的H3K79被甲基化，这与酿酒酵母常染色质约占90%一致；其余10%包括端粒、rDNA重复区、HML/HMR为异染色质区。Dot1参与许多生物学过程，譬如减数分裂检验点（checkpoint）和DNA损伤修复途径等。哺乳动物和人Dot1L蛋白在胚胎发育、造血功能、心脏机能、白血病发生等方面都发挥着重要作用，并且有可能成为白血病治疗干预的靶子。 

相对于真核生物，原核生物中蛋白翻译后修饰的研究较少。硫化叶菌（Sulfolobus）属于泉古菌门，是最早被发现的嗜酸嗜热微生物。硫化叶菌经过多年的研究积累，特别是近几年已初步建成遗传转化与操作体系，目前已成为极端嗜热古菌最常用的模式生物之一。古菌虽然属于原核生 物，其基因组的形态大小都与细菌相近，但其染色体的包装、复制与遗传信息的传递加工都具有真核生物的“简单原型”。 

发明内容

本发明的目的是提供一种来源于冰岛硫化叶菌（Sulfolobus islandicus）的蛋白质的新用途。该蛋白质的氨基酸序列如序列表中序列1所示，将其命名为L11 MT蛋白。 

本发明所提供的新用途具体为在L11 MT蛋白在作为甲基转移酶中的应用，或L11 MT蛋白在制备具有甲基转移酶功能的产品中的应用。 

进一步，在本发明中，所述L11 MT蛋白在作为甲基转移酶中的应用，具体体现在所述L11 MT蛋白具有将甲基从S-腺苷甲硫氨酸转移到底物蛋白上的功能。 

在上述应用中，所述甲基转移酶能对如下底物蛋白中的至少一种进行甲基化修饰：Sul7d蛋白、Cren7蛋白、RPL11蛋白、Rrp4蛋白、Csl4蛋白和Rrp42蛋白。