組蛋白H3K79 甲基化轉(zhuǎn)移酶DOT1L 的功能研究進展

陳曉晴，陳亮

（武漢大學 生命科學學院，湖北 武漢 430072）

組蛋白的翻譯后修飾（Post-translational modification，PTM）是細胞調(diào)控染色質(zhì)功能的常見表觀遺傳機制之一，包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等.這些PTM 可以通過改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)或招募相應下游功能蛋白來影響基因表達、DNA 復制等染色質(zhì)活動.其中，組蛋白甲基化是以S-腺苷-L-蛋氨酸（S-Adenosyl methionine，SAM）作為供體，由組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶（histone methyltransferase，HMT）將1 個、2 個或3 個甲基轉(zhuǎn)移到組蛋白的賴氨酸或精氨酸殘基的過程.

Dot1（disruptor of telomeric silencing 1，也稱為KMT4）首次在釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的基因篩選中被發(fā)現(xiàn)，當其過表達時會導致端粒沉默缺陷.在哺乳動物中，Dot1 保守的同源蛋白是DOT1L（Dot1-like），該酶被認為是組蛋白H3 賴氨酸79 的唯一催化酶，能使H3K79 發(fā)生單甲基化、二甲基化和三甲基化[1].通常，將DOT1L 介導的H3K79 甲基化與活躍基因轉(zhuǎn)錄聯(lián)系起來.最近研究顯示，DOT1L參與調(diào)控細胞周期進程和免疫應答反應，在生物體多種組織或器官發(fā)育中具有必不可少的作用，而其異常調(diào)控則與腫瘤發(fā)生與發(fā)展（如MLL基因重排白血病）密切相關(guān).目前，針對DOT1L 開發(fā)的小分子抑制劑已在癌癥的早期臨床實驗中取得初步結(jié)果.

1 DOT1L 的催化活性及其調(diào)控機制

2002 年，F(xiàn)eng[2]等首次在人細胞中鑒定出DOT1L 蛋白，該蛋白在體外和體內(nèi)具有組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶活性，能特異性催化組蛋白H3K79 位點的單、二或三甲基化修飾.2003 年，Min[3]等通過X 射線晶體衍射法解析出DOT1L 位于1-416 氨基酸殘基的催化結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)，包括碳和氮末端結(jié)構(gòu)域.兩者通過碳末端的長α螺旋和氮末端的氨基酸殘基發(fā)生相互作用.

此外，Worden[4]等……