本发明专利技术公开了PA200蛋白在制备产品中的应用；所述产品的功能为如下（1）至（4）中的至少一种：（1）结合乙酰化蛋白质；（2）促进乙酰化蛋白质降解；（3）参与体细胞DNA损伤修复；（4）参与精子形成。本发明专利技术在如下四个方面取得了突破：（1）发现乙酰化调控组蛋白降解、精子发生和DNA修复的机制。（2）揭示乙酰化，而非泛素化，介导组蛋白通过PA200/Blm10蛋白酶体降解。（3）发现新型含PA200，α4s的睾丸特异蛋白酶体，并揭示核心组蛋白作为这些蛋白酶体的第一类生理底物。（4）揭示组蛋白去乙酰化酶抑制剂促进由DNA双链断裂诱导的、由乙酰化介导的组蛋白降解，增强细胞对DNA损伤的敏感性，容易引起细胞死亡。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及PA200和乙酰化介导核心组蛋白通过蛋白酶体降解。
技术介绍
蛋白酶体催化细胞内绝大部分蛋白质的ATP和多泛素化依赖性降解，而且在脊椎动物体内还催化组织相容性复合体I类分子抗原肽的生成。26S蛋白酶体由两亚复合体组成，即20S催化颗粒和结合其一端或两端的调节颗粒。目前在哺乳动物中已经确定的20S核心颗粒主要有两种形式:组成型蛋白酶体和诱导型免疫蛋白酶体。前者含有三种催化亚基(β 、β 2和β 5)，而后者含三种与诱导紧密相关的亚基(β l1、3 2丨和35丨)。蛋白酶体主要的调节颗粒为19S复合体，它能够结合多泛素化的蛋白，使其去折叠后转移进入20S催化颗粒。另外还存在着其他的蛋白酶体活化因子，IlS复合体_ΡΑ28α/ΡΑ28β能够加快多肽形成促使抗原递呈，ΡΑ28 Y (为ΡΑ28α和ΡΑ28 β的类似物)能促使某些核蛋白的不依赖于泛素化的降解。最新发现的一种蛋白酶体活化因子为ΡΑ200，其酵母同源物为BlmlO，在体外能够激活小分子多肽和结构不 完整的Tau蛋白的降解。哺乳动物所有组织都含有PA200，但是在睾丸中高表达。PA200敲除导致雄性小鼠精子发生过程严重缺陷从而明显降低了其生殖能力，但其机理还不清楚。核心组蛋白H2A、H2B、H3和H4形成的八聚体由DNA包裹在核小体中，而连接组蛋白Hl保护核小体间DNA。每一个八聚体都由两个H2A-H2B 二聚体和一个H3-H4四聚体组成。核小体是染色质结构的组成单位，在许多细胞活动中起到重要作用，包括基因表达的表观遗传调控、细胞分裂、分化和DNA损伤应答等。在精子发生过程中，减数分裂后细胞的大部分组蛋白先暂时性由转型蛋白(transition nuclear protein, TP蛋白)替换,最终被精蛋白取代。体细胞中的组蛋白在基因活性区或者启动子区域也会被替换。上述组蛋白替换的潜在机制还不清楚。赖氨酸乙酰化广泛参与各项细胞活动,特别是染色质重塑、DNA修复和转录。它不仅通过阻碍或者促进某些底物的多泛素化来影响蛋白酶体降解通路，还影响特定蛋白质通过溶酶体通路的降解。组蛋白乙酰化转移酶(HAT)催化乙酰化赖氨酸的形成，蛋白质中这一修饰能够被溴区结构域(BRD)所识别，而组蛋白去乙酰化酶(HDAC)则起到了去除这一基团的作用。在精子发生过程中组蛋白被清除之前是被高度乙酰化的。组蛋白乙酰化与打开和激活转录常染色质区域有关，并致使DNA双链断裂处染色质松散。尽管组蛋白乙酰化位点和乙酰化酶或去乙酰化酶受到广泛的研究，但乙酰化如何调控转录、精子发生和DNA修复仍不清楚。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了新的组蛋白降解通路，即PA200和乙酰化介导核心组蛋白通过蛋白酶体降解。本专利技术还提供了一种新型组织特异性蛋白酶体，即生精蛋白酶体。本专利技术提供了 PA200蛋白在制备产品中的应用；所述产品的功能为如下(I)至(4)中的至少一种:(I)结合乙酰化蛋白质(可为乙酰化组蛋白，具体可为乙酰化核心组蛋白，更具体可为乙酰化组蛋白H2B或乙酰化组蛋白H4，更具体可为H2BK5ac或H4K16ac) ;(2)促进乙酰化蛋白质(可为乙酰化组蛋白，具体可为乙酰化核心组蛋白，更具体可为乙酰化组蛋白H2B或乙酰化组蛋白H4，更具体可为H2BK5ac或H4K16ac)降解；(3)参与体细胞DNA损伤修复(具体为识别DNA损伤处的乙酰化组蛋白并促进乙酰化组蛋白被蛋白酶体降解，所述DNA损伤具体可为射线照射引起的DNA损伤和/或药物引起的DNA损伤；所述射线具体可为6tlCo Y -射线；所述药物具体可为^S) ； (4)参与精子形成。所述PA200蛋白具体可为如下(a)或(b):(a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由序列I衍生的蛋白质。本专利技术还提供了 PA200蛋白的BRD类似域在制备产品中的应用；所述产品的功能为如下(5)和/或(6): (5)结合乙酰化蛋白质(可为乙酰化组蛋白，具体可为乙酰化核心组蛋白，更具体可为乙酰化组蛋白H2B或乙酰化组蛋白H4，更具体可为H2BK5ac或H4K16ac);(6)促进乙酰化蛋白质(可为乙酰化组蛋白，具体可为乙酰化核心组蛋白，具体可为乙酰化组蛋白H2B或乙酰化组蛋白H4，更具体可为H2BK5ac或H4K16ac)降解；所述PA200蛋白的BRD类似域为所述PA200蛋白自N末端第1650-1738位氨基酸残基组成的多肽。所述PA200蛋白的BRD类似域还可以被替换为PA200-BRD-GST融合蛋白(即PA200蛋白自N末端第1650-1738位氨基酸残基组成的多肽的C端与谷胱甘肽S转移酶的N端融合得到的融合蛋白)。本专利技术还保护PA2 00蛋白在促进精细胞中组蛋白(具体可为核心组蛋白，如H2B和/或H3和/或H2A)积累中的应用或PA200蛋白在抑制精细胞中组蛋白(具体可为核心组蛋白，如H2B和/或H3和/或H2A)降解中的应用。本专利技术还保护a 4s亚基，为如下(C)或(d):(c)由序列表中序列4所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(d)将序列4的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且在精细胞或精子中特异表达的由序列4衍生的蛋白质。本专利技术还保护哺乳动物的生精蛋白酶体，由20S核心复合物、19S调节复合物和PA200调节颗粒组成；所述20S核心复合物中存在所述a 4s亚基。所述哺乳动物可为牛、人、小鼠、大鼠或兔子。所述生精蛋白酶体为精子发生过程中主要的蛋白酶体形式。所述20S核心复合物中还存在免疫蛋白酶体的3个β催化亚基(β 、β2 和β5 )。所述生精蛋白酶体存在两种形式:大的生精蛋白酶体和小的生精蛋白酶体。大的生精蛋白酶体由35 种蛋白(包括 α 1-α 7、a 4s、β 1-β 7、Rptl_Rpt6、Rpnl-3、Rpn5_13、UCH37 和 PA200)形成的48个亚基组成。小的生精蛋白酶体由19种蛋白(包括α1-α7、α48、β1-β7、β1 、β 21、β 5i和PA200)形成的29个亚基组成。本专利技术还保护所述生精蛋白酶体在制备产品中的应用；所述产品的功能为降解乙酰化的蛋白质(所述蛋白质为组蛋白，具体可为核心组蛋白)。本专利技术还保护抑制PA200蛋白的表达的物质，或抑制PA200蛋白的活性的物质，或抑制生精蛋白酶体和乙酰化蛋白质结合的物质，在制备产品中的应用；所述产品为如下①或②或③或④或⑤:①男性避孕药；②促进睾丸中细胞的凋亡的产品；③抗睾丸肿瘤的药物！④促进精细胞中组蛋白(具体可为核心组蛋白，如H2B和/或H3和/或H2A)积累的产品抑制精细胞中组蛋白(具体可为核心组蛋白，如H2B和/或H3和/或H2A)降解的产品.本专利技术还保护一种男性避孕药，其活性成分为抑制PA200蛋白的表达的物质，或抑制PA200蛋白的活性的物质，或抑制生精蛋白酶体和乙酰化蛋白质结合的物质。所述乙酰化蛋白质可为乙酰化组蛋白，具体可为乙酰化核心组蛋白，更具体可为乙酰化组蛋白H2B或乙酰化组蛋白H4，更具体可为H2BK5ac或H4K16ac。本专利技术还保护去乙酰化酶抑制剂在制备促进组蛋白降解的产品中的应用。所述去乙酰化本文档来自技高网...
【技术保护点】
PA200蛋白在制备产品中的应用；所述产品的功能为如下（1）至（4）中的至少一种：（1）结合乙酰化蛋白质；（2）促进乙酰化蛋白质降解；（3）参与体细胞DNA损伤修复；（4）参与精子形成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邱小波，钱民先，逄也，刘翠华，王广菲，朱倩倩，张晓旭，刘珊，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：
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