Histone H3修飾：細(xi)胞(bao)交響曲中(zhong)的無聲指(zhi)揮(hui)

Histone H3是核小(xiao)體的核(he)心(xin)組(zu)分(fen)之(zhi)壹(yi)。它(ta)與(yu) H2A、H2B、H4通過(guo)非(fei)共價(jia)鍵(jian)相(xiang)互(hu)作(zuo)用組(zu)成(cheng)八(ba)聚(ju)復(fu)合(he)體，將(jiang)DNA包(bao)裹(guo)壓縮(suo)成(cheng)核(he)小(xiao)體，而(er)核(he)小(xiao)體是染色質(zhi)的基本(ben)結構(gou)單位。

圖(tu)1 核(he)小體結(jie)構(gou)

Histone H3理(li)論(lun)分(fen)子量(liang)約(yue)為15 kDa，定位在(zai)細(xi)胞(bao)核(he)，在(zai)多(duo)數組(zu)織(zhi)中(zhong)均(jun)有表(biao)達。主(zhu)要(yao)在(zai)細(xi)胞(bao)的S期(qi)表(biao)達，並(bing)且(qie)在(zai)分(fen)化過(guo)程中(zhong)隨(sui)著細(xi)胞(bao)分(fen)裂(lie)減慢(man)而表(biao)達量(liang)急(ji)劇下(xia)降。

Histone H3在轉(zhuan)錄(lu)調控(kong)、DNA 修復(fu)與(yu)復制和染色體穩(wen)定性(xing)中(zhong)發(fa)揮核心(xin)作(zuo)用。DNA的可(ke)訪(fang)問(wen)性是通過(guo)組(zu)蛋(dan)白的壹(yi)系列(lie)復(fu)雜(za)的翻譯後修(xiu)飾（也(ye)稱(cheng)為(wei)組(zu)蛋(dan)白編(bian)碼(ma)）和核(he)小(xiao)體重構(gou)來調控(kong)的。

翻譯後修(xiu)飾

Histone H3通過(guo)壹(yi)系列(lie)的翻譯後修(xiu)飾（也(ye)稱(cheng)為(wei)組(zu)蛋(dan)白編(bian)碼(ma)）和核(he)小(xiao)體重構(gou)來調控(kong)DNA的可(ke)訪(fang)問(wen)性,可(ke)經過(guo)多(duo)種(zhong)翻譯，如(ru)：乙(yi)酰化(hua)，泛素(su)化(hua)，磷酸化，甲基化，瓜氨酸化，琥珀(po)酰(xian)化和(he)異(yi)丁基化等。修(xiu)飾的Histone H3可(ke)以改(gai)變染色質(zhi)的結(jie)構(gou)，影(ying)響染色質(zhi)與(yu)轉(zhuan)錄(lu)因(yin)子(zi)的可(ke)及(ji)性(xing)，從而(er)調控(kong)基因(yin)的表(biao)達。在(zai)多(duo)種(zhong)生物(wu)學過(guo)程中(zhong)起(qi)關(guan)鍵(jian)作(zuo)用，包(bao)括但不限於(yu)包(bao)括但不限於(yu)基因(yin)表(biao)達調(tiao)控(kong)、DNA修復(fu)、細(xi)胞(bao)周期(qi)調控(kong)、細(xi)胞(bao)增(zeng)殖(zhi)和(he)雕(diao)亡，神(shen)經元(yuan)抑制等。

圖(tu)2 Histone H3 N 末端尾(wei)部結構(gou)域(yu)的修(xiu)飾。經典(dian)的甲基化、乙(yi)酰化(hua)、磷(lin)酸化位點已標(biao)出。

熱門修飾

乙(yi)酰化(hua)（Acetylation）：通常與(yu)基因(yin)激(ji)活相(xiang)關，因(yin)為(wei)它(ta)能(neng)中(zhong)和(he)組(zu)蛋(dan)白上(shang)的正(zheng)電荷(he)，使得 DNA 更容(rong)易(yi)被(bei)轉(zhuan)錄(lu)機(ji)器訪(fang)問(wen)。乙(yi)酰化(hua)通常發(fa)生在H3的賴(lai)氨(an)酸殘基上，如(ru)H3K9ac（Histone H3上(shang)的第(di)9位賴(lai)氨(an)酸殘基發(fa)生乙(yi)酰化(hua)修(xiu)飾）、H3K14ac、H3K27ac等。

甲基化（Methylation）：可(ke)以在不(bu)同的賴(lai)氨(an)酸殘基上發(fa)生，每種(zhong)甲基化狀(zhuang)態(tai)可(ke)能(neng)具(ju)有不同的功能(neng)，如(ru)H3K4me3（Histone H3的第(di)4位賴(lai)氨(an)酸殘基上發(fa)生的三甲基化修飾）通常與(yu)活躍(yue)的轉(zhuan)錄(lu)激(ji)活有關，而(er)H3K27me3則(ze)與(yu)基因(yin)沈(chen)默(mo)相關。

磷(lin)酸化（Phosphorylation）：磷酸化發(fa)生在特(te)定的蘇(su)氨酸、酪(lao)氨酸殘基上，與(yu)細(xi)胞(bao)周期(qi)進程，特(te)別(bie)是有絲(si)分(fen)裂(lie)、減數分(fen)裂(lie)期(qi)間的染色體凝縮和DNA損(sun)傷響應(ying)有關，如(ru)H3S10ph（Histone H3 第(di)10位絲(si)氨(an)酸的磷(lin)酸化）、H3T11ph等。

乳(ru)酸化（Lactylation）：Histone H3乳(ru)酸化主要(yao)發(fa)生在賴(lai)氨(an)酸上，不同位點的乳(ru)酸化修飾也(ye)有不同的功能(neng)影響。H3K18la（HistoneH3 的第(di)18位賴(lai)氨(an)酸殘基上發(fa)生的乳(ru)酸化修飾）在多(duo)種(zhong)疾病中(zhong)起(qi)作(zuo)用：在敗血(xue)癥(zheng)引起的肺(fei)損(sun)傷(shang)中(zhong)，通過(guo)m6A修(xiu)飾ACSL4促進鐵死亡；H3K18la也(ye)被(bei)作(zuo)為(wei)感(gan)染性休(xiu)克(ke)的潛(qian)在生(sheng)物(wu)標(biao)誌物(wu)進行(xing)研(yan)究(jiu)。H3K9la（Histone H3的第(di)9位賴(lai)氨(an)酸殘基上發(fa)生的乳(ru)酸化修飾）在調節(jie)基因(yin)表(biao)達和(he)參(can)與(yu)疾病調(tiao)控(kong)中(zhong)起(qi)作(zuo)用，在動脈粥(zhou)樣硬化的發(fa)展中(zhong)可(ke)能(neng)涉及(ji)內皮(pi)-間充質(zhi)轉(zhuan)化(hua)（EndMT）的調(tiao)節(jie)。

巴(ba)豆酰(xian)化（Crotonyl）：通常在(zai)調控(kong)基因(yin)表(biao)達和(he)染色質(zhi)結構(gou)中(zhong)扮演著(zhe)重要(yao)角色(se)，主(zhu)要(yao)發(fa)生在賴(lai)氨(an)酸殘基上。H3K23cr（Histone H3的第(di)23位巴(ba)豆酰(xian)化）與(yu)基因(yin)轉(zhuan)錄(lu)調控(kong)有關，MORF復(fu)合(he)體被(bei)鑒(jian)定(ding)為(wei)特(te)異(yi)性的H3K23乙(yi)酰轉(zhuan)移(yi)酶，並且(qie)這(zhe)種(zhong)活性(xing)與(yu)H3K14的巴(ba)豆酰(xian)化修飾有關。

總蛋(dan)白及(ji)其他修飾