히스톤 H2A

Histone H2A

히스톤 H2A는 진핵 세포에서 염색질의 구조에 관여하는 5가지 주요 히스톤 단백질 중 하나이다.

다른 히스톤 단백질은 H1, H2B, H3, H4이다.

H2AFJ단백질 구조

배경

히스톤은 DNA를 뉴클레오솜으로 포장하는 단백질이다.[1] 히스톤은 뉴클레오솜의 형태와 구조를 유지하는 역할을 한다. 하나의 염색질 분자는 100개의 기본 DNA 쌍당 최소한 하나의 코어 히스톤으로 구성되어 있다.[2] 현재까지 알려진 히스톤의 5개 계열이 있는데, 이러한 히스톤은 H1/H5, H2A, H2B, H3 및 H4라고 불린다.[3] H2A는 H2B, H3, H4와 함께 코어 히스톤으로 여겨진다. 코어 형성은 먼저 두 H2A 분자의 상호작용을 통해 발생한다.[3] 그 후, H2A는 H2B로 조광기를 형성한다; H3-H4 또한 테트라머를 형성하기 위해 붙이면 핵심 분자가 완성된다.

시퀀스 변형

히스톤 H2A는 비알레릭 변형으로 구성되어 있다.[4] '히스토네 H2A'라는 용어는 의도적으로 특정되지 않은 것으로, 소수의 아미노산만으로 자주 변하는 밀접하게 연관된 다양한 단백질을 가리킨다. 주목할 만한 변형으로는 H2A.1, H2A.2, H2A.X, H2A.Z 등이 있다. H2A 변형은 "Histone"을 사용하여 탐색할 수 있다.DB with Variables" 데이터베이스

변종 구성의 변화는 세포의 분화에서 일어난다. 이는 합성 및 회전 중 뉴런을 구별하는 과정에서 관찰되었다. H2A.1 히스톤 사이에서 변종 구성의 변화가 관찰되었다. 신경 분화에서 일정하게 유지된 유일한 변종은 변종 H2AZ 뿐이었다.[4] H2AZ는 기존의 H2A 코어 단백질과 교환하는 변종이다. 이 변종은 유전자 음소거에 중요하다.[5]

물리적으로, 히스톤을 H2A와 다르게 만드는 뉴클레오솜의 표면적에 작은 변화가 있다. 최근의 연구는 H2AZ가 Swr1, Swi2/Snf2 관련 아데노신 3인산효소를 이용하여 뉴클레오솜에 통합된다는 것을 시사한다.[6]

확인된 또 다른 H2A 변종은 H2AX이다. 이 변종에는 DNA 수리에 활용되는 C단말기 확장이 있다. 이 변형에서 사용하는 수리 방법은 비호몰 엔드 결합이다. 직접 DNA 손상은 시퀀스 변형에 변화를 일으킬 수 있다. H2AX의 γ-인산화를 DNA 이중 스트랜드 파단에 연계한 전리방사선 실험.[7] 각 DNA 이중 스트랜드 파단에는 다량의 염색질이 관여한다. DNA 손상에 대한 대응은 -- H2AX의 형성이다.

마지막으로, MacroH2A 변종은 H2A와 유사한 변종이며, H2AFY 유전자에 의해 암호화된다. 이 변종은 그것의 C-단자 꼬리에 접히는 도메인이 추가되었기 때문에 H2A와 다르다. 매크로H2A는 여성에서 비활성 X 염색체로 표현된다.[8]

구조

히스톤 꼬리와 염색질 형성에서의 기능

H2A는 주 구상성, N단자 꼬리, C단자 꼬리 등으로 구성된다.[9] 양쪽 꼬리는 변환 후 수정의 위치다. 지금까지 연구자들은 꼬리에서 발생하는 2차 구조를 파악하지 못했다. H2A는 '히스토네 폴드'로 알려진 단백질 폴드를 이용한다. 히스톤 폴드는 두 개의 루프로 연결된 3헥스 코어 영역이다. 이 연결은 '악수 배열'을 형성한다. 가장 눈에 띄는 것은 이것을 나선형 턴-헬릭스 모티브라고 하는데, H2B로 조광화가 가능하다. '히스토네 폴드'는 구조 수준에서 H2A 사이에 보존되지만, 이 구조를 암호화하는 유전적 순서는 변형마다 다르다.[10]

매크로H2A 변종의 구조는 X선 결정학을 통해 노출되었다. 보존된 영역에는 DNA 결합 구조와 펩티다아제 접힘이 포함되어 있다.[11] 보존된 이 도메인의 기능은 아직 알려지지 않았다. 연구에 따르면 보존된 이 영역은 Xist DNA의 앵커 사이트로 기능하거나 변형 효소로도 기능할 수 있다.

함수

염색질 구조의 기본 단위

DNA 접기: H2A는 DNA를 염색질에 포장하는데 중요하다. H2A는 DNA 분자를 염색체로 포장하기 때문에 포장 과정이 유전자 발현에 영향을 줄 것이다. H2A는 DNA 수정과 후생유전학과 상관관계가 있다. H2A는 염색질의 전체적인 구조를 결정하는 데 큰 역할을 한다. 무심코 H2A는 유전자 발현을 조절하는 것으로 밝혀졌다.[10]

H2A에 의한 DNA변형은 세포핵에서 일어난다. H2A 단백질의 핵 수입을 담당하는 단백질은 카리오페린과 수입이다.[12] 최근의 연구들은 또한 뉴클레오솜 조립 단백질 1이 H2A를 DNA를 감쌀 수 있도록 핵으로 운반하는데 사용된다는 것을 보여준다. H2A의 다른 기능은 히스톤 변종 H2A.Z에서 확인되었다. 이 변종은 항산화 RNA의 유전자 활성화, 음소거 및 억제와 관련이 있다. 그리고 H2A 때.Z는 인간과 효모세포에서 연구되었고, RNA 중합효소 II의 모집을 촉진하는데 사용되었다.[13]

항균 펩타이드: 히스톤은 세포에 존재하는 보존된 진핵 계양 단백질이며 항균 활동에 관여한다. 척추동물과 무척추동물의 경우 히스톤 H2A 변종이 항균펩타이드(AMP) 역할을 함으로써 숙주 면역반응에 관여하는 것으로 보고되고 있다. H2A는 α-헬리틱 분자로, H2A의 항균 활성을 강화하는 반대편에 소수성 및 친수성 잔류물이 있는 앰프파스 단백질이다.[14]

유전학

H2A는 다음과 같은 인간 게놈의 많은 유전자에 의해 암호화된 것이다. H2AFB1, H2AFB2, H2AFB3, H2AFJ, H2AFV, H2AFX, H2AFY, H2AFY2, H2AFZ 유전 패턴은 여러 가지 H2AFB1, H2AFB2, H2AFZ 유전자가 대부분 보존되어 있다. 유전자 발현의 변동성은 H2A 발현을 관리하는 규제 기계들 사이에 존재한다. 연구자들은 히스톤 단백질의 진핵 진화 선로를 연구했고 규제 유전자의 다양화를 발견했다. 가장 큰 차이는 코어 히스톤 유전자 시스 조절 시퀀스 모티브와 관련 단백질 인자에서 관찰되었다. 유전자 배열의 변동성은 박테리아, 곰팡이, 식물, 포유류 유전자에서 발견되었다.[10] H2A 단백질의 한 변종은 H2ABd이다. 이 변종은 H2A와 비교하여 다른 유전적 염기서열로 구성되어 있다. 변종은 전사적으로 활성 도메인과 함께 기능한다.[10] H2ABBd와 관련된 다른 변형은 C-단자 내에 위치한다. H2ABBD는 H2A에서 발견된 큰 C-단자보다 짧은 C-단자 영역을 가지고 있다. 두 개의 C 단자는 약 48% 동일하다. H2ABBD는 활성 염색체를 가지고 기능한다. 지금까지 섬유블라스트 세포에 있는 Xi 염색체에서 빠져 있다. 마지막으로 아세틸화 H4와 연관성이 있는 것으로 밝혀졌다.[15] H2A의 다양한 기능.H2A와 비교한 Z는 H2A와 변종 사이의 유전적 차이와 상관관계가 있다. 뉴클레오솜에 대한 저항은 H2A에서 발생한다.H1 인자에 바인딩하여 Z. H2A.Z 유전자는 효모에 필수적인 유전자로 Htz1로 표시된다. 상대적으로 척추동물은 두 개의 H2A를 가지고 있다.Z유전자.[10] 이 유전자들, H2A.Z1과 H2A.H2A와 다른 단백질을 위한 Z2 인코딩.잔존물 세 개만큼 Z. 처음에 연구원들은 돌연변이 H2A가 있을 때 이 유전자들이 중복된다고 생각했다.Z1은 포유류 검사 중에 치사율이 발생하여 만들어졌다.[15] 따라서 H2A.Z1은 필수 유전자다. 반면 연구원들은 H2A의 기능을 파악하지 못하고 있다.Z2 변종. 포유류에서 옮겨지는 것으로 알려져 있으며, 이 유전자 표현은 포유류 종들 사이에서 보존되어 있다. 이 보존은 그 유전자가 기능적이라는 것을 암시한다.[15] H2A를 공부할 때.식물 종의 Z, 종에 따라 잔류물마다 다른 단백질. 이러한 차이는 셀 주기 규제의 차이에 기여한다.[15] 이러한 현상은 식물에서만 관찰되었다. 계통생식 나무는 조상으로부터의 변종의 차이를 보여주기 위해 만들어졌다. H2A에서 변종인 H2A.X의 분리는 계통생성 나무에서 여러 기원에서 일어났다. 인산화 모티브의 획득은 조상인 H2A.X에서 생겨난 H2A의 많은 기원과 일치했다. 마지막으로, H2A.X의 존재와 곰팡이에서 H2A가 없다는 것은 연구자들이 H2A를 믿게 한다.X는 히스톤 단백질 H2A의 원래 조상이었다.

H2A 수정

H2A 수정은 현재 연구 중에 있다. 그러나 H2A의 수정이 발생한다. 세린 인산화 부위는 H2A에서 확인되었다. Treonine O-GlcNAc는 H2A에서도 확인되었다. H2A 변종의 변형된 잔류물 사이에는 큰 차이가 존재한다. 예를 들어 H2ABBd에는 H2A에 존재하는 수정된 잔류물이 부족하다.[15] 수정의 차이는 H2ABd와 H2ABd의 기능을 변화시킨다. 앞서 언급했듯이, 변형 H2AX는 DNA 수리에 효과가 있는 것으로 밝혀졌다. 이 기능은 H2AX C-단자의 인산화 여부에 따라 달라진다.[7] 일단 H2AX가 인산화되면, 그것은 DNA 복구에 기능할 수 있다. H2A.X 변종은 H2A와 수정에 의해 다르다. H2A의 C-단자.X에는 H2A에 비해 추가 모티브가 포함되어 있다. 추가된 모티브는 Ser-Gln-(Glu/Asp)-(수소성 잔류물)이다.[15] 모티브는 세린 잔류물에서 중인산화가 된다. 만약 이 인산화가 일어나면 변종은 γH2A.X가 된다. 인산화는 dsDNA 파손으로 인해 발생한다.[15] 히스톤 단백질의 수정은 때때로 기능 변화를 초래할 수 있다. 다른 H2A 변종들은 다른 기능, 유전적 순서, 그리고 수정을 갖도록 이용되었다.

참고 항목

참조

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외부 링크