2012年1月23日,，據(jù)《每日科學(xué)》報(bào)道,，與細(xì)胞核中穩(wěn)定DNA相同的機(jī)制對(duì)于脊椎動(dòng)物肌肉細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能也很重要。這項(xiàng)研究由Wolfgang Linke教授（生理研究所）領(lǐng)導(dǎo),，與美國(guó)和德國(guó)的同事們合作完成,。一種酶將一個(gè)甲基連接到Hsp90上,，隨后Hsp90與肌聯(lián)蛋白形成一種復(fù)合物,。當(dāng)研究人員通過(guò)基因操作破壞了斑馬魚(yú)中的這種蛋白網(wǎng)絡(luò)，肌肉結(jié)構(gòu)部分地解體了,?？茖W(xué)家從而證明，甲基化作用在細(xì)胞核外也發(fā)揮著重要的作用,。
細(xì)胞核內(nèi)的甲基化
甲基轉(zhuǎn)移酶,，轉(zhuǎn)移甲基（CH3）至細(xì)胞核內(nèi)DNA的特定部位。以這種方式,，甲基化酶標(biāo)記這些基因的活躍或不活躍區(qū)域,。然而，不光是DNA,，核蛋白也能發(fā)生甲基化,，大部分發(fā)生在賴(lài)氨酸殘基上,。核蛋白上甲基化的賴(lài)氨酸促進(jìn)蛋白復(fù)合物的形成，這些蛋白復(fù)合物控制著DNA的修復(fù)和復(fù)制,。然而,，目前還沒(méi)有很好的了解甲基化酶對(duì)哪些細(xì)胞質(zhì)蛋白進(jìn)行甲基化以及這種甲基化如何影響蛋白的功能。
該研究第一次證明：細(xì)胞質(zhì)中的甲基化促進(jìn)蛋白復(fù)合體的形成,。
研究人員首次鑒定了一種主要存在于細(xì)胞質(zhì)中的酶,這種酶能甲基化賴(lài)氨酸（Smyd2）,。隨后研究人員搜索了能與Smyd2酶相互作用的伴侶分子，發(fā)現(xiàn)了熱休克蛋白Hsp90,。研究人員進(jìn)一步證明,，Smyd2和甲基化的HSP90與肌聯(lián)蛋白形成了一種復(fù)合物。“肌聯(lián)蛋白人體中最大的蛋白質(zhì),，在肌細(xì)胞中發(fā)揮著彈簧的作用,，”Linke解釋道。“正是肌聯(lián)蛋白的這個(gè)彈性區(qū)域與甲基化的Hsp90關(guān)聯(lián)而被保護(hù),。”
肌聯(lián)蛋白需要甲基化蛋白的保護(hù)
在斑馬魚(yú)的骨骼肌細(xì)胞中,，Linke的團(tuán)隊(duì)探索了當(dāng)甲基化Hsp90被抑制時(shí)會(huì)發(fā)生什么,。通過(guò)基因操縱，他們讓斑馬魚(yú)機(jī)體不再產(chǎn)生Smyd2酶,，阻斷了Hsp90的甲基化,。沒(méi)有了甲基化的Hsp90，肌聯(lián)蛋白的彈性區(qū)域變得不穩(wěn)定并且肌肉功能?chē)?yán)重受損,，正常的肌肉結(jié)構(gòu)被部分地破壞了,。（生物谷bioon.com）
doi:10.1101/gad.177758.111
PMC:
PMID:
Smyd2 controls cytoplasmic lysine methylation of Hsp90 and myofilament organization.
L. T. Donlin, C. Andresen, S. Just, E. Rudensky, C. T. Pappas, M. Kruger, E. Y. Jacobs, A. Unger, A. Zieseniss, M.-W. Dobenecker, T. Voelkel, B. T. Chait, C. C. Gregorio, W. Rottbauer, A. Tarakhovsky, W. A. Linke.
Abstract:Protein lysine methylation is one of the most widespread post-translational modifications in the nuclei of eukaryotic cells. Methylated lysines on histones and nonhistone proteins promote the formation of protein complexes that control gene expression and DNA replication and repair. In the cytoplasm, however, the role of lysine methylation in protein complex formation is not well established. Here we report that the cytoplasmic protein chaperone Hsp90 is methylated by the lysine methyltransferase Smyd2 in various cell types. In muscle, Hsp90 methylation contributes to the formation of a protein complex containing Smyd2, Hsp90, and the sarcomeric protein titin. Deficiency in Smyd2 results in the loss of Hsp90 methylation, impaired titin stability, and altered muscle function. Collectively, our data reveal a cytoplasmic protein network that employs lysine methylation for the maintenance and function of skeletal muscle.
