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组蛋白由2倍体的H2A、H2B、H3和H4组成,通过游离于核小体外的N端,调节核小体排列结构,从而调节基因表达。研究表明,组蛋白N端存在大量复杂的翻译后修饰(如磷酸化,乙酰化和甲基化等),这些修饰特定的排列组合形成组蛋白密码,在基因表达调控中发挥重要作用。本研究主要利用LTQOrbitrap质谱对脑组织中的组蛋白进行鉴定,并重点分析组蛋白H3和H4的N端翻译后修饰的组合情况。
(1)蛋白质组学技术为全面系统地分析组蛋白及其变体提供了强大的研究手段。本研究通过酸提取法得到脑组蛋白提取物,然后经过SDS-PAGE分离,胰蛋白酶酶解后的肽段,使用LC-MS/MS质谱经CID方式裂解,在小鼠脑组织中鉴定到19种组蛋白亚型,其中6种H1亚型,8种H12A亚型,3种H2B亚型。
(2)蛋白质组学技术为分析组蛋白N端修饰及其组合密码提供强大的技术手段。本研究中,酸提取法得到的脑组蛋白提取物通过反相液相色谱分离,用Glu-C蛋白酶酶解形成N端长肽段,使用LTQ Orbitrap质谱对肽段采用ETD方式裂解,鉴定到组蛋白H3存在3个N端肽段的翻译后修饰:K9me1 R17me3K27ac;K9me2K23me1 R26me1K27me1K36me1;R3me1T4pT7pR9me1K10me2S11pK15me2R18me1K19me2R27me1K28me1K37me1R41me1R43me1T46pR50me1。另外,鉴定到组蛋白H4存在2个N端肽段的翻译后修饰:N-acK16me1K20me1T30pR36me1S47p;R3me3R17me3T30pS47p。
综上所述,本研究对脑组蛋白进行了较为全面的鉴定,并在脑中发现了一些组蛋白H3和H4的N端新的修饰肽段,研究结果为进一步探索组蛋白及其修饰在神经系统中的正常生理功能及分子机制提供了重要的信息。