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Tom1是个具有泛素连接酶E3活性的酵母蛋白,属于HECTE3家族。有文献报道其在mRNA出核运输、细胞核结构维持、转录调控及组蛋白降解等途径中都起着重要作用。我们首先构建了Tom1在酵母中的过表达载体,而后构建了包含Tom1HECT结构域的原核表达载体,提取并纯化了Tom1全长和部分截断的蛋白,我们进一步利用体外泛素化体系证明它们都具有很强的泛素连接酶活性。我们发现Ubc4和Ubc5都可以作为Tom1的E2,并且Tom1催化形成的是K27连接的泛素链而不是经典的K48连接的。含RING结构域的E3催化形成泛素链的连接特异性与E3本身无关,主要是由其对应的E2决定的;而HECT家族E3泛素链的连接方式则是由E3本身决定的。为了更好的理解Tom1连接方式的特异性,我们研究了酵母中所有其他HECTE3的泛素链连接方式,我们发现Rsp5主要催化合成K63连接的泛素链,Ufd4合成K29连接方式的泛素链,Hul4和Hul5合成的则主要是K48连接,但同时也能像Tom1一样合成K27连接方式的泛素链。对上述E3的HECT结构域进行比对后发现了一些在Tom1,Hul4和Hul5中保守但是却与其他HECTE3不同的氨基酸残基,我们对这些残基进行突变后发现其中有两个区域能够显著影响其E3活性。而一些泛素突变体也同样会显著影响Tom1催化合成泛素链的能力,这些都为进一步研究Tom1催化合成K27连接方式泛素链的机制问题奠定了坚实基础。 另外有研究报道敲除Tom1基因后会造成酵母产孢效率的下降,并且Tom1在组蛋白降解中发挥了重要作用,Tom1在哺乳动物中的同源蛋白LASU1在精子发生过程中也能通过泛素化降解组蛋白以帮助精子头部染色质压缩,说明Tom1可能在牛殖尤其是减数分裂过程中发挥了一定的作用。因此我们把二倍体酵母中的Tom1基因敲除并研究其对酵母产孢的影响,我们发现Tom1的敲除并不会影响酵母的产孢率,但是产孢过程较野生型明显滞后,转入产孢培养基10小时后这种滞后才恢复。当我们把构建好的能表达全长Tom1蛋白的质粒转入上述敲掉Tom1的酵母菌株中时,减数分裂的这种滞后现象消失了并能被恢复到野生型水平。但当把HECT结构域活性中心的半胱氨酸突变为丙氨酸时这种滞后现象不能被恢复。这说明Tom1在酵母减数分裂过程中以依赖于其E3活性的方式发挥了一定的辅助性作用。但关于Tom1在减数分裂的哪个阶段起作用、具体作用机制和作用底物仍需要进一步的研究。