组蛋白密码（动态转录调控成分）
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更新时间：2023-05-22
基本信息
| 外文名 | Histone code |
基本概况
性质：
染色体的多级折叠过程中，需要 DNA同组蛋白 (H3、H4、H2A、H2B和H1)结合在一起。
研究中，人们发现组蛋白在进化中是保守的，但它们并不是通常认为的静态结构。这种常见的组蛋白外在修饰作用包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、糖基化、ADP核糖基化、羰基化等等，它们都是组蛋白密码的基本元素。与DNA密码不同的是，组蛋白密码和它的解码机制在动物、植物和真菌类中是不同的。我们从植物细胞保留有发育成整个植株的全能性和去分化的特性中，就可以看出它们在建立和保持表观遗传信息方面与动物是不同的。在组蛋白的修饰中，乙酰化、甲基化研究最多。乙酰化修饰大多在组蛋白H3的 Lys9、l4、l8、23和H4的Lys5、8、12、l6等位点。对这两 种修饰结果的研究显示，它们既能激活基因也能使基因沉默。甲基化修饰主要在组蛋白H3和H4的赖氨酸和精氨酸两类残基上。
组蛋白密码
细胞对外在刺激作出的每一个反应几乎都会涉及到染色质活性的改变，这一改变就是通过修饰组蛋白，变换组蛋白密码实现的。既然几乎每一种生物学过程都有特定的组蛋白修饰标记，那么特定的组蛋白修饰标记就能反应相应的特定生物学过程。因此通过组蛋白修饰系列抗体特异性地识别靶蛋白修饰形式，就能简化对组蛋白修饰的研究
染色质的转录活性与组蛋白修饰相伴（见表1）。总体上来说，组蛋白乙酰化水平增加与转录活性增强有关，而组蛋白甲基化修饰的结果则相对复杂，它可以是转录增强或转录抑制。
表1-组蛋白修饰与转录状态
转录激活 | 转录抑制乙酰化 | 增加 | 降低赖氨酸甲基化 | 组蛋白H3 K4 | 组蛋白H3 K9，K27,K79精氨酸甲基化 | 组蛋白H3 R2,R17,R26 | 降低 | 组蛋白H3 R4 |
有丝分裂过程也与特异性组蛋白修饰有显著的相关性。在有丝分裂过程中，有数个组蛋白磷酸化反应，其中大多数由Aurora B激酶催化。特异性组蛋白修饰可在有丝分裂的不同阶段检测到，在细胞核分裂中发挥多种功能。（见表2）
表2－组蛋白修饰于有丝分裂
分裂间期 | G2/M | 分裂早期 | 分裂晚期 H3 S10 Phos | +/- | + | +++ | ++++H3 S28 Phos | - | - | ++ | +++CENP-A Ser 7 Phos | - | - | +++ | +H4 K20 Me | + | ++ | +++ | +++ |
组蛋白修饰还参与DNA损伤和凋亡。在凋亡的级联反应中，激酶（包括CHK1和CHK2）的主要底物之一是组蛋白衍生物H2A.X ，H2A.X的磷酸化是凋亡早期最早标志之一。在凋亡后期，Caspase激活蛋白激酶Mst1, Mst1使组蛋白H2B的14位丝氨酸磷酸化。这一修饰在染色质浓缩步骤中可检测到，是凋亡途径良好的标记物。也有报道称在凋亡过程中发现组蛋白H2B的32位丝氨酸磷酸化。
