动粒蛋白CENP-H/I/K复合物结构解析及其在有丝分裂调控中的功能研究

论文摘要

有丝分裂是真核细胞生长与增殖的主要方式,是遗传物质平均分配给子代细胞的重要基础。有丝分裂中,染色体的排列和分离均依赖于染色体着丝粒两侧的蛋白质复合体—动粒。动粒是由数十种核心蛋白在着丝粒上组装形成的大分子复合物,在染色体上呈现盘状特化结构。在染色体着丝粒部位,部分组蛋白H3被其变构体CENP-A所取代,形成CENP-A核小体并启动内层动粒的分子组装。在有丝分裂前期,动粒内层招募由KNL1,NDC80,MIS12三种复合物组成KMN外层动粒。外层动粒可以直接结合纺锤体微管,在细胞分裂过程中牵引染色体的运动、排列与分离。既往研究鉴定了动粒内层由五个亚复合物共十六种蛋白构成,分别为CENP-C,CENP-L/N,CENP-H/I/M,CENP-T/W/S/X和CENP-O/P/U/Q/R。但是内层动粒的分子组装模式与调控机制并未研究清楚。CENP-H/I/K复合物处于动粒内层的中间位置,紧密联系动粒上下游蛋白,在动粒组装与功能行使中发挥重要作用,任一组分的缺失都会造成染色体的错误分离。本论文运用结构生物学、生物化学以及细胞生物学研究手段以CENP-H/I/K复合物为目标,率先解析了嗜热型真菌CENP-I的N端晶体结构以及CENP-H/I/K三元复合物的晶体结构。CENP-I的N端呈现典型的HEAT-repeat折叠,CENP-H和CENP-K通过C端形成紧密的相互作用,且CENP-H的尾部与CENP-I的HEAT-repeat结构域发生互作介导了三元复合物的组装。通过一系列点突变结合实验,我们鉴定了影响CENP-H/I/K复合物形成的关键位点,并且在人源蛋白的基础上证实了相互作用位点与组装方式在进化上具有保守性。进一步的体外重组实验发现,CENP-H和CENP-K的N端及C端发生两两互作,并且CENP-H/K的N端复合物并不参与结合CENP-I,但是其C端复合物是结合CENP-I所必须的。有趣的是,虽然结构中并未观察到CENP-K与CENP-I有直接互作,但是CENP-K的缺失或CENP-H/K的C端互作被破坏时,CENP-H便无法有效结合CENP-I。因此我们提出了CENP-K和CENP-H协同性结合CENP-I来维持CENP-H/I/K复合物的完整组装。当在细胞水平引入CENP-H/I/K复合物互作位点的突变体时,观察到CENP-H/I/K复合物在着丝粒上的定位均有不同程度的缺失,并且造成分裂中期染色体的非正常排列,导致染色体的错误分离。因此我们发现CENP-H/I/K的组装方式与稳定性在染色体正确分离中发挥了重要作用。综上所述,本论文解析了真菌CENP-I以及CENP-H/I/K复合物的晶体结构,鉴定了CENP-H/I/K三元复合物相互作用的关键位点;并在细胞中进一步探究了CENP-H/I/K复合物的分子组装模式及其在染色体的排列与正确分离中的重要作用。CENP-H/I/K复合物的结构与功能研究,为进一步研究理解内层动粒的组装方式及其在染色体正确分离中的调控机制奠定了重要基础。

论文目录

文章来源

类型: 博士论文

作者: 胡立桥

导师: 田伟

关键词: 细胞周期,动粒,复合物,蛋白质互作,晶体结构

来源: 华中科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 华中科技大学

分类号: Q253

DOI: 10.27157/d.cnki.ghzku.2019.000459

总页数: 112

文件大小: 12154K

下载量: 42

相关论文文献

• [1].自动粒径计颗粒分析系统设计方案[J]. 水科学与工程技术 2011(06)
• [2].动粒生化分子构成差异可能决定干细胞的姐妹染色单体非随机分配[J]. 医学争鸣 2018(04)
• [3].非均匀砂坡面沟蚀起动粒径[J]. 科学技术与工程 2018(01)
• [4].张兴教授发表论文阐述动粒体特异性分裂核糖体核糖核酸的结构及稳定性[J]. 浙江大学学报(医学版) 2016(06)
• [5].纺锤体与动粒相关蛋白-1在肝细胞癌中的预后分析[J]. 安徽医科大学学报 2019(06)
• [6].粒及其特征研究[J]. 宿州学院学报 2010(11)
• [7].SKA1与恶性肿瘤相关性及机制的研究进展[J]. 内蒙古医学杂志 2019(09)
• [8].细胞分裂相关基因Spc24的分子进化研究[J]. 内蒙古农业大学学报(自然科学版) 2015(06)
• [9].细胞分裂相关基因Ndc80的分子进化研究[J]. 云南农业大学学报(自然科学) 2015(05)
• [10].细胞分裂相关基因Spc25的分子进化研究[J]. 安徽农业科学 2015(32)
• [11].着丝粒结构与功能研究的新进展[J]. 植物学通报 2008(02)
• [12].pEGFP-N1-Spc24载体的构建及对肝细胞再生的影响[J]. 内蒙古农业大学学报(自然科学版) 2016(01)
• [13].单颗粒气溶胶质谱仪自动粒径校正方法[J]. 质谱学报 2018(05)
• [14].秋水仙素诱导染色体数目加倍的机制[J]. 生物学教学 2012(08)
• [15].2015年普通高等学校招生全国统一考试(上海卷)——生物[J]. 中学生物学 2015(08)
• [16].动粒蛋白KNL1的结构功能及其与疾病的相关性[J]. 生命的化学 2019(06)
• [17].植物着丝粒结构及进化的研究进展[J]. 热带亚热带植物学报 2015(05)
• [18].转移性肝癌的微创治疗策略[J]. 肝胆胰外科杂志 2014(03)
• [19].飞机降落产生的烟雾成分[J]. 中国环境科学 2013(04)
• [20].染色体移动复合物的结构、定位与功能[J]. 遗传 2011(06)
• [21].癌症高表达蛋白Hec1及其在肿瘤基因治疗中的应用[J]. 生命的化学 2009(05)

标签：细胞周期论文;  动粒论文;  复合物论文;  蛋白质互作论文;  晶体结构论文;