辽东楤木芽多糖乙酰化修饰工艺及其抗氧化活性研究

以辽东楤木芽为原料,采用超声波辅助提取法提取辽东楤木芽多糖,制备辽东楤木芽乙酰化多糖(Ac-AEBP)。以乙酰基取代度为指标,研究反应温度、反应时间和液料比(mL/g)对AEBP乙酰化修饰取代的影响。在单因素实验的基础上,运用Box-Behnken设计响应面实验对乙酰化工艺参数进行优化,并比较乙酰化修饰前后的辽东楤木芽多糖对·OH、·O^(2-)、DPPH·、ABTS+·的清除作用以及还原能力,探讨其抗氧化活性。结果表明辽东楤木芽多糖乙酰化最佳工艺条件为:反应温度52℃,反应时间4 h,液料比43∶1(mL/g),在此条件下,乙酰化辽东楤木芽多糖的取代度为0.4596。抗氧化研究表明,与未经修饰的AEBP相比,Ac-AEBP的抗氧化活性有较大的增强。该研究可为进一步开发利用辽东楤木芽提供科学依据。

RNA乙酰化修饰调控干细胞命运新机制

2024年1月12日,浙江大学祝赛勇研究员与刘建钊教授团队合作在《科学进展》(Science Advances)发表了最新研究成果论文“N-acetyltransferase NAT10 controls cell fates via connecting mRNA cytidine acetylation to chromatin signaling”(DOI:10.1126/sciadv.adh9871),报道了N-乙酰转移酶10(NAT10)所催化的信使RNA ac4C表观转录调控修饰对干细胞命运的重要调控功能,并通过多组学整合分析发现了NAT10-ac4C-ANP32B介导表观转录与表观遗传间的重要关联。

N-乙酰基转移酶10通过催化赖氨酸残基和胞嘧啶碱基的乙酰化修饰在多种生物学过程和疾病中发挥作用

N-乙酰基转移酶10(N-acetyltransferase 10,NAT10)是一种具有乙酰基转移酶活性的核仁蛋白质,可催化蛋白质赖氨酸残基和RNA胞嘧啶碱基的乙酰化修饰。近年来,大量研究表明,这些乙酰化修饰在端粒酶活性调节、细胞基本且核心功能的调节、细胞胁迫响应、DNA损伤修复、细胞周期调控、核糖体RNA的生物学合成、mRNA稳定性及翻译效率的调节等多种生命活动中发挥重要作用,并且与人类癌症、Hutchinson-Gilford早衰综合症(Hutchinson-Gilford premature aging syndrome,HGPS)的发生、发展和预后密切相关。然而,关于NAT10的研究仍存在一些局限性,例如NAT10完整的结构以及这些结构对其功能的影响仍未知,由NAT10调控的细胞基本功能也尚不清楚,并且NAT10对人类癌症和HGPS发展的具体影响机制也待阐明。本文从NAT10的结构、酶活性、生物学功能及其在疾病中的作用进行了综述,并提出了目前研究的局限性,展望了未来的研究方向,以期为NAT10的相关研究提供参考。

马氏珠母贝组蛋白乙酰化修饰相关基因的分子进化及功能分析

【目的】分析组蛋白乙酰化修饰相关基因的分子进化及其在马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)植核后的表达变化,明确组蛋白乙酰化修饰在植核免疫中的作用,为合理控制植核免疫反应提供理论依据。【方法】通过生物信息学分析方法对马氏珠母贝、长牡蛎、斑马鱼及人类等9个物种的组蛋白乙酰转移酶(HAT)和组蛋白去乙酰化酶(HDAC)进行全基因组鉴定,并分析其分子进化历程,同时通过已有的转录组数据分析马氏珠母贝HAT和HDAC基因在植核后的表达变化,采用组蛋白H3/H4总乙酰化定量分析试剂盒检测马氏珠母贝植核后血细胞组蛋白H3/H4乙酰化水平。【结果】HAT和HDAC基因家族在9个物种基因组中的数目差异不明显,其原始共同祖先(MRCA)共包含8个HAT基因家族的9个基因及19个HDAC基因家族的22个基因。马氏珠母贝基因组含有2个HAT家族(GNAT和MYST)的8个基因(2个GNAT类基因,6个MYST类基因);HAT基因家族成员中含有18个保守氨基酸序列,且所有MYST类基因均含有MOZ_SAS结构域,GNAT类基因则含有Hat1_N或Acetyltransf_1结构域,即具有较高的保守性。马氏珠母贝基因组含有13个HDAC家族的18个基因,包含3个I类、3个II类、10个Ⅲ类和2个IV类。其中,HDACⅢ类基因家族包含3个保守氨基酸序列,HDAC I/II/IV类基因家族包含21个保守氨基酸序列,但分布位置和序列组成差异明显,说明该家族成员结构具有多样性。马氏珠母贝、长牡蛎和人类中HDACⅢ类基因均包含1~2个SIR2结构域,HDAC I/II/IV类基因包含1个或多个Hist-deacety1结构域。在马氏珠母贝血细胞转录组中可检测到所有的HDAC和HAT基因,HDAC基因在植核后的表达呈动态变化,而多数HAT基因表达未发生变化;植核后6、12和24 h马氏珠母贝血细胞组蛋白H3和H4的乙酰化修饰水平显著上升(P<0.05),至植核后48 h组蛋白H3仍保持较高乙酰化水平,而组蛋白H4乙酰化水平恢复正常。【结论】组蛋白乙酰化修饰相关基因的基因组拷贝数、结构域组成及保守氨基酸序列等在不同物种间具有保守性,且组蛋白乙酰化修饰参与调控马氏珠母贝的植核免疫。

乙酰化修饰在嗜肺军团菌致病过程中的作用

乙酰化修饰是由乙酰基转移酶、去乙酰化酶介导的可逆的蛋白质翻译后修饰。其中,乙酰基转移酶将乙酰辅酶A的乙酰基团转移至底物蛋白的氨基酸残基,而乙酰基团的去除由去乙酰化酶完成。乙酰化修饰参与许多基本生物学过程的调节作用,越来越多的研究表明,蛋白质乙酰化修饰在病原菌的致病过程中具有重要作用。病原菌,如引起非典型性肺炎的嗜肺军团菌,可以通过分泌具有乙酰基转移酶活性的效应蛋白靶向宿主细胞信号通路的关键蛋白质因子,干扰宿主细胞信号通路及免疫反应。本文主要从嗜肺军团菌的致病机制、乙酰化修饰及乙酰化修饰在病原体致病过程中的调控作用进行综述,突出已知的乙酰化毒力蛋白的例子,并讨论它们如何影响与宿主的相互作用,为理解乙酰化修饰在嗜肺军团菌致病过程中的作用机制提供参考。

钙调素基因(HcCaM7)及其蛋白乙酰化修饰参与红麻响应非生物胁迫的作用

钙调素是一类钙依赖性调节蛋白,参与植物的生长发育、抗逆胁迫等多种生物学过程。本课题组前期通过蛋白质乙酰化修饰组学研究发现,红麻钙调素蛋白7的乙酰化修饰参与了红麻花粉的发育调控。为研究其参与抗逆性的机制,本研究以红麻保持系P3B双核期的花药为材料,使用PCR法克隆了钙调素基因HcCaM7,最大开放阅读框(open reading frame,ORF)为450 bp,其由149个氨基酸组成,编码相对分子质量16.85 kD的蛋白;亚细胞定位结果显示,HcCaM7蛋白的表达主要定位在细胞质和细胞膜中;利用病毒诱导的基因沉默技术沉默HcCaM7基因,导致红麻沉默植株的生长受到抑制;进一步在体外采用基因密码子扩展技术对发生乙酰化修饰氨基酸位点进行突变,成功获得具有体外乙酰化修饰位点的蛋白HcCaM7mut,并成功诱导表达了无乙酰化修饰的蛋白HcCaM7,结果表明HcCaM7蛋白发生乙酰化修饰后可以显著促进NADK(NAD激酶)活性;用点板法检测含有HcCaM7蛋白和HcCaM7mut蛋白的重组菌在盐(400 mmol L^(-1)和500 mmol L^(-1)NaCl)、干旱(400 mmol L^(-1)和600 mmol L^(-1)甘露醇)、重金属(30 mmol L^(-1)和50μmol L^(-1)CdCl2)及低温胁迫后(利用液氮反复冻融模拟)在LB固体培养基上的存活率发现,含有HcCaM7蛋白的重组菌存活率显著高于空载对照菌,而含有乙酰化修饰的HcCaM7mut蛋白的重组菌存活率进一步提升,表明HcCaM7蛋白能够提高大肠杆菌对非生物胁迫的耐受性,并且乙酰化修饰后效果更佳。因此,HcCaM7基因可以调控红麻生长发育和响应非生物胁迫,乙酰化修饰可以促进HcCaM7蛋白发挥作用。

组蛋白乙酰化修饰调控RAR-β2表达与宫颈病变的相关性

目的：探讨组蛋白乙酰化修饰与RAR-β2表达及宫颈病变发生发展的关系。方法：收集正常宫颈、宫颈上皮内瘤变（cervical intraepithelial neoplasia，CIN）Ⅱ-Ⅲ和宫颈鳞状细胞癌（squamous cell carcinoma，SCC）组织，分别采用免疫组织化学和WesternBlot方法检测AcH3、RAR—B：和Involucrin的表达；分析组蛋白乙酰化水平与RAR-β2表达及宫颈病变程度的关系。结果：随着宫颈病变的进展，AcH3、RAR-β2和Involucrin的表达逐渐降低，甚至缺失，组间差异有统计学意义（P〈0．05）；组蛋白乙酰化水平与RAR-β2表达呈正相关（r=0．797，P〈0．05），AcH3和RAR-β2的表达均与宫颈病变程度呈负相关[r=-0．5479（Ach3）,r=-0．585（RAR-β2），P〈0．05]。结论：组蛋白乙酰化修饰与RAR-β2表达调控有关，并可能参与宫颈癌的发生。

猴头菇多糖的乙酰化修饰及其抗氧化活性研究

以猴头菇为原料,采用传统水提法提取猴头菇多糖,并制备乙酰化猴头菇多糖。以乙酰基取代度为实验指标,研究料液比(即多糖与乙酸酐的比例(g/m L))、反应时间和反应温度对HEP乙酰化修饰取代度的影响。在单因素实验的基础上,通过响应面实验设计对乙酰化实验的工艺参数进行优化,并比较修饰前后HEP的抗氧化活性。结果表明,HEP乙酰化的最佳工艺条件为:料液比为1∶34 g/m L,反应时间3 h,反应温度30℃,在此条件下测得猴头菇多糖乙酰化的取代度为0.609,与修饰前的HEP相比,A-HEP的抗氧化性均有显著提高。乙酰化修饰是一种能够有效提高猴头菇多糖抗氧化活性的一种方法。

组蛋白乙酰化修饰在哮喘小鼠气道内黏蛋白5AC表达中的作用研究

目的探讨哮喘小鼠体内组蛋白乙酰基转移酶(HAT)活性对气道内黏蛋白5AC(MUC5AC)表达的重要性。方法复制哮喘小鼠模型,行外周血常规分析,肺泡灌洗液常规瑞氏染色并计数,肺组织HE染色,免疫组织化学法检测肺组织内MUC5AC蛋白表达,酶联免疫吸附试验(ELISA)测定HAT、组蛋白去乙酰基酶(HDAC)活性、MUC5AC水平,进行统计学分析。结果哮喘组小鼠外周血嗜酸性粒细胞计数(EOS)较曲古抑菌素A(TSA)治疗组、对照组均升高(P<0.05);哮喘组肺泡灌洗液总细胞计数及EOS均较TSA治疗组、对照组升高(P<0.05);TSA治疗组与哮喘组比较,可同时降低小鼠体内HAT、HDAC活性,差异有统计学意义(P<0.05),但以HAT为主;TSA治疗组MUC5AC水平较哮喘组降低(P<0.05);肺组织HE染色可见哮喘组小鼠气道炎症细胞增多,而TSA治疗后明显改善;免疫组织化学结果示,TSA治疗组较哮喘组能明显减少MUC5AC蛋白含量(P<0.05)。结论组蛋白乙酰化修饰在哮喘小鼠气道黏液分泌中起重要的调控作用。

THP-1源性巨噬细胞泡沫化过程中肝X受体-α乙酰化修饰改变与SIRT1有关

目的为研究THP-1源性巨噬细胞泡沫化过程中,SIRT1与肝X受体-α是否发生相互作用、肝X受体-α的乙酰化修饰如何改变及其与细胞内胆固醇含量的关系。方法采用体外培养的THP-1细胞构建泡沫细胞模型,高效液相色谱法检测细胞内胆固醇含量的变化,免疫共沉淀检测肝X受体-α与SIRT1是否结合,免疫印迹法检测肝X受体-α的乙酰化修饰改变及SIRT1的表达改变。结果在氧化低密度脂蛋白诱导细胞分化12、24h和48h后,细胞内胆固醇含量增加,SIRT1与肝X受体-α共沉降,去乙酰化的肝X受体-α蛋白水平升高,SIRT1蛋白的表达增加。结论THP-1源性泡沫细胞形成过程中,肝X受体-α与SIRT1存在相互作用,肝X受体-α的乙酰化修饰逐渐降低,其机制与SIRT1的水平升高有关。

精神活性物质对组蛋白乙酰化修饰的影响

当前,精神活性物质的滥用和成瘾呈上升趋势,其既是一个严重的社会问题,又是一个非常重要的医学问题。表观遗传学的研究发现,基因表观事件的发生与精神活性物质的滥用和成瘾有着密切的关系,其中组蛋白乙酰化修饰起了关键作用。本文着重阐述了可卡因、苯丙胺、甲基苯丙胺、吗啡和酒精等多种精神活性物质对组蛋白乙酰化的影响。

辅激活因子及组蛋白协同乙酰化修饰对NF-κB亚基转录调控的影响

核因子κB(NF-κB)信号转导通路在细胞的增殖、分化、凋亡、免疫应答及炎症反应中具有重要的调节作用。炎症调节机制极其复杂,NF-κB在不同的环境下,通过不同的翻译后修饰、协同组蛋白共价修饰以及招募辅激活因子参与调控下游靶基因的表达。辅激活因子具有乙酰基转移酶活性,对转录激活的调控至关重要,而组蛋白的乙酰化修饰一直是表观遗传学研究的热点,其可使NF-κB对靶基因的特异性调控更加精确。两者协同作用在NF-κB亚基转录调控中发挥关键作用。

乙酰化修饰对髓源性抑制细胞调控的研究进展

髓源性抑制细胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)是肿瘤环境中主要的免疫抑制细胞群之一,在肿瘤组织及外周淋巴器官发挥免疫抑制作用,影响肿瘤进程,亦是肿瘤治疗失败的重要原因。MDSCs中存在多种组蛋白乙酰化酶(histone acetyltransferases,HATs)及组蛋白去乙酰化酶(histone deacetyltransferases,HDACs)的表达,这些HATs和HDACs对MDSCs的分化及免疫抑制功能发挥重要调控作用。本文对MDSCs内乙酰化修饰进行综述,并且探讨各类HATs、HDACs抑制剂对MDSCs的调控作用及其在肿瘤免疫治疗中的应用前景。

家蚕5龄幼虫期乙酰化修饰丝胶蛋白对蚕丝性能的影响

乙酰化修饰即在翻译中或翻译后的蛋白质分子链上嫁接乙酰基团,是通过化学修饰改变蛋白质性质的方式之一,丝胶蛋白是高度乙酰化的蛋白质。以丝腺组织大量合成丝蛋白的家蚕5龄第2天幼虫供试,分别将去乙酰化酶抑制剂TSA和乙酰化酶抑制剂C646自幼虫第2腹节注射入体内丝腺,上调和下调丝胶蛋白的乙酰化水平,探究通过乙酰化修饰丝胶蛋白的方法改善蚕丝性能的可行性。收集试验组家蚕的茧丝进行力学性能测试、红外光谱分析、X射线衍射分析、扫描电子显微镜(SEM)观察,结果证实丝胶蛋白的乙酰化修饰并不会改变蚕丝丝素的晶体结构,但具有增强丝胶与丝素表层附着力的作用。研究结果可为蚕丝精练脱胶和染整工艺的改进提供新的理论依据。

慢性哮喘小鼠肺组织中组蛋白乙酰化修饰位点H2BK16ac表达增强

目的探讨组蛋白乙酰化修饰位点H2BK16a在慢性哮喘模型小鼠肺组织中的表达变化。方法BALB/C小鼠分为正常组和慢性哮喘组,应用卵蛋白致敏和激发方法构建慢性哮喘模型,HE染色观察气道炎症浸润,AB-PAS染色观察气道杯状细胞增生,Masson染色观察上皮下胶原沉积,免疫组织化学染色观察H2BK16ac在肺组织中的表达分布,Western blot检测肺组织中H2BK16ac水平。结果慢性哮喘小鼠气道血管周围可见大量炎症细胞浸润、气道纤毛柱状上皮细胞中的杯状细胞增生、黏液腺化生、上皮下胶原沉积,表明构建慢性哮喘模型成功。免疫组织化学染色和Western blot检测显示,正常小鼠肺组织中H2BK16ac的表达极少;慢性哮喘小鼠肺组织中H2BK16ac的表达水平显著升高,在气道纤毛柱状上皮细胞、气道血管周围炎症细胞、血管平滑肌细胞、肺泡腔炎症细胞中H2BK16ac均呈明显阳性表达。结论肺组织中乙酰化修饰位点H2BK16ac的高表达可能与慢性哮喘的发生密切相关。

基于激光共聚焦同步双扫描技术的LC3脱乙酰化修饰调控自噬的机理研究

激光共聚焦同步双扫描(simultaneous,SIM)技术在常规扫描单元的基础上,引入一个同步扫描单元(SIM scanner),该技术独立控制了两个激光束,一个用于激光光刺激,另一个用于同步成像。本实验中,采用激光共聚焦同步双扫描系统的405 nm和488 nm激光分别对细胞的特定部位进行刺激和同步成像,实时检测了LC3复合物的形成,记录并分析了乙酰化前后LC3的光动力学变化过程,证实了LC3的脱乙酰化修饰是自噬性降解所必须的,本实验体系为激光共聚焦双扫描技术的推广提供了一个很好的平台。SIM技术的应用,解决了刺激过程无法成像的问题,为漂白后荧光恢复(fluorescence recovery after photobleaching,FRAP)、漂白后荧光损失(fluorescence loss in photobleaching,FLIP)和光诱导激活等研究提供了最佳的解决方案,可作为光刺激的一种实验模式在很多实验设计中进行延伸应用。

大肠杆菌N~α-乙酰基转移酶RimI对人胸腺素α原N末端乙酰化修饰的影响

目的:研究大肠杆菌Nα-乙酰基转移酶RimI对人胸腺素α原(ProTα)N末端乙酰化修饰的影响。方法:在大肠杆菌中共表达ProTα与大肠杆菌Nα-乙酰基转移酶RimI,同时设置只表达ProTα的对照菌,分别提取纯化ProTα,利用HPLC检测其发生乙酰化修饰的程度。结果:ProTα的乙酰化修饰发生在翻译后水平,有无RimI的过表达、诱导时间的长短以及这两个因素之间的交叉效应均对ProTα的乙酰化程度有影响,其F值分别为53.8、89.22及16.28,P值均小于0.0001;无论有无RimI过表达,乙酰化的ProTα所占比例在诱导6 h后逐渐升高(P<0.0001);在过表达Ri-mI的菌株中,乙酰化的ProTα在诱导12 h后占37.4%,而在无RimI过表达的菌株中占64.3%;RimI对ProTα乙酰化的抑制作用从诱导6 h后开始显现(P=0.0007)。结论:在大肠杆菌中,过量的Nα-乙酰基转移酶RimI可抑制人胸腺素α原的乙酰化修饰。

杏鲍菇多糖的分离纯化、乙酰化修饰及其抗氧化活性

目的:分离纯化杏鲍菇多糖,对其进行乙酰化修饰,并研究修饰前后以及不同取代度对多糖抗氧化活性的影响。方法:水提醇沉法制备杏鲍菇多糖,经DEAE-Sepharose Fast Flow阴离子交换柱、Sephacryl-S400分子筛色谱柱分离纯化获得均一组分,采用乙酸酐法对其进行乙酰化修饰,制备三个不同取代度的乙酰化杏鲍菇多糖,采用体外抗氧化模型评价乙酰化杏鲍菇多糖的活性。结果:杏鲍菇多糖经分离纯化得到组分PEP-I-1,乙酰化修饰得到三个乙酰化产物Ac-PEP-I-1-a、Ac-PEP-I-1-b和Ac-PEP-I-1-c,取代度分别为0.132、0.406和0.537。杏鲍菇多糖修饰前后对自由基均具有清除作用,且呈现一定的剂量关系。结论:乙酰化修饰提高了杏鲍菇多糖对羟自由基和超氧阴离子自由基的清除能力,取代度越大,清除能力越强;乙酰化修饰减弱了对DPPH自由基的清除作用,且取代度越大,清除能力越弱。

青钱柳多糖的乙酰化修饰及抗氧化活性

以青钱柳多糖为原料,使用乙酸酐法制备得到乙酰化青钱柳多糖样品。以乙酰化多糖取代度为评价指标,采用正交试验考察乙酸酐-多糖比例、反应时间、反应温度对乙酰化修饰的影响。在此基础上,选择取代度为0.681的乙酰化多糖样品进行1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-dipHenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除实验。结果表明,青钱柳多糖乙酰化最优反应条件为:m(多糖)∶V(乙酸酐)=1∶60、反应时间2 h、反应温度40℃,同时,乙酰化修饰可以显著提高青钱柳多糖的DPPH自由基清除活性,乙酰化修饰可作为青钱柳多糖改性的方法之一,为青钱柳资源的进一步开发利用提供新的方向。

蛋白质乙酰化修饰在肿瘤发生、治疗中的作用研究进展

蛋白质分子链在乙酰基转移酶的作用下嫁接一个乙酰基，此过程称为蛋白质的乙酰化修饰，是一种普遍存在的翻译后修饰现象。蛋白质（包括组蛋白和非组蛋白）的乙酰化修饰主要发生在赖氨酸上。随后的功能研究［1］显示，蛋白质乙酰化修饰对蛋白质的功能可以产生很大的影响，包括酶的活化与失活、蛋白质稳定性、亚细胞结构定位和特殊功能复合体的形成等。最近有研究发现，大部分组蛋白在肿瘤细胞呈低乙酰化状态，组蛋白乙酰化修饰能够调控基因的表达，并且其在肿瘤发生、发展中扮演重要角色。蛋白质乙酰化修饰在肿瘤发生中的作用逐渐成为研究热点，已有研究者将其应用于肿瘤的临床治疗中。现将蛋白质乙酰化修饰在肿瘤发生、治疗中的作用综述如下。