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核自身抗原精子蛋白

鎖定
核自身抗原精子蛋白(Nuclear autoantigenic sperm protein,NASP)是一種組蛋白分子伴侶,它是DNA複製細胞週期進行以及細胞增殖所必須的蛋白質。它在細胞質中與熱休克蛋白HSP90和組蛋白H1形成蛋白質複合體並激活HSP90的ATP水解酶活性。隨後,HSP90和組蛋白H1從複合體上解離並轉運到細胞核內,在這裏,NASP釋放組蛋白H1以使其封閉核小體上DNA的出入口並保護核小體之間的連接DNA,繼而促發形成更高級的染色質結構等一系列細胞生物學過程。 [1] 
中文名
核自身抗原精子蛋白
外文名
Nuclear autoantigenic sperm protein
簡    稱
NASP
類    型
組蛋白分子伴侶

核自身抗原精子蛋白發現過程

最早,在兔子的睾丸中發現一種精子/睾丸特異性的蛋白質,它具有自體抗原特性。進一步研究發現,哺乳動物的NASP的序列與非洲爪蟾的一種已知具有特異結合組蛋白H3-H4四聚體(半個核心核小體)並用來儲存組蛋白H3-H4四聚體的N1/N2蛋白質具有相似的蛋白質序列(即蛋白質一級結構 [2-3]  。NASP在體細胞和睾丸特異性細胞中是不同的,屬於不同的蛋白質異構體(isoform),分別用sNASP和tNASP表示,其中,tNASP比sNASP要多出一個很長的序列(該序列根據一級結構預測為一段很長的α螺旋連接着一個附加的小結構域)。到目前為止,我們發現,NASP是自然界中的真核生物體中廣泛存在的一種蛋白質,並且它在同一物種體內的具有多種形式的異構體。在哺乳動物中,由同一個NASP基因通過不同方式的外顯子剪切理論上可以最終產生大約20多種NASP的蛋白質異構體 [4]  ,目前發現的只是細胞組分中主要的兩種,即sNASP和tNASP。

核自身抗原精子蛋白細胞功能

NASP直接或者間接參與細胞的DNA複製、細胞增殖、正常細胞的週期循環、胚囊發育、細胞生長、組蛋白存儲、組蛋白轉運、幹細胞增殖、神經幹細胞分化以及胚胎幹細胞的多能性的維持(目前僅在人胚胎幹細胞中證實)等重要生物學進程,並是這些進程中必不可少的調控蛋白。

核自身抗原精子蛋白研究進展

到目前為止(2012年)的研究發現,人的sNASP和tNASP均具有結合組蛋白H3/H4的分子伴侶活性,而且它們還都可以結合組蛋白H1,具有組蛋白H1分子伴侶活性。因此,可想而知,它們在DNA複製後的染色質重摺疊的最後一步或者最後階段中發揮着至關重要的作用。NASP在一級結構上以及通過現代計算生物學預測的三級結構上與一些未知功能但已知蛋白質結構的蛋白質很相似,而這些蛋白質近些年來也被發現具有SHiN-TPR超家族的分子伴侶的功能。粟酒裂殖酵母中的SHNi-TPR(Sim3-Hif1-NASP interrupted TPR [5]  )超家族的Sim3是NASP的同源蛋白,它在染色質着絲粒裏的着絲粒蛋白A(CENP-A)在染色質上的正確定位中發揮着至關重要的功能,而這與sNASP在體外實驗中發現具有CENP-A分子伴侶功能遙相呼應。釀酒酵母中的Hif1p可以結合組蛋白H3/H4並促進其形成核小體(體外實驗證實)。同時,Hif1p更是DNA損傷修復中保證組蛋白H3特異性乙酰化修飾的重要組分,它通過其組蛋白H3/H4分子伴侶活性將B型組蛋白乙酰化酶拉到特定位點的染色質上以修飾組蛋白H3和H4進而改變染色質的結構。而在體外實驗中發現,sNASP和Hif1p在促進核小體裝配的功能方面是可以相互替換的,而且脊椎動物的組蛋白乙酰化酶複合體也可以結合Hif1p進一步説明了它們在高等真核生物的乙酰化酶活性的正確發揮中的積極的作用。
參考資料
  • 1.    human NASP  .UniProt數據庫[引用日期2013-03-20]
  • 2.    O’Rand, M. G., Richardson, R. T., Zimmerman, L. J., and Widgren, E. E. 1992. Sequence and localization of human NASP: conservation of a Xenopus histone-binding protein. Dev. Biol. [J],154, 37–44
  • 3.    Batova, I. N., Richardson, R. T., Widgren, E. E., and O’Rand, M. G. 2000. Analysis of the autoimmune epitopes on human testicular NASP using recombinant and synthetic peptides. Clin. Exp. Immunol.[J],121, 201–209
  • 4.    Thierry-Mieg D, Thierry-Mieg J 2006. AceView: a comprehensive cDNA-supported gene and transcripts annotation. Genome Biology [J], 7.
  • 5.    SHNi-TPR結構域  .威康信託基金會桑格研究所[引用日期2013-03-20]