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메틸화는 Arg, lys, Asp, Asn, Gln, His, Glu 및 cys 또는 단백질의 N 말단 또는 C 말단에서 발생할 수 있습니다. 메틸화의 위치에 따라 N-메틸화, O-메틸화 및 S-메틸화의 세 가지 유형의 메틸화가 있습니다.
히스톤 메틸화는 히스톤의 특정 아미노산에 1개, 2개 또는 3개의 메틸 그룹이 추가된 것을 의미하며 각각 모노-, 디- 및 트리메틸화라고 합니다. 메틸화는 히스톤의 많은 부위에서 발생할 수 있지만 주로 후행 라이신(lysine, Ok) 및 아르기닌(arginine, R) 잔기에서 발생합니다. 히스톤 메틸화 변형은 히스톤 메틸트랜스퍼라제(HMT) 및 히스톤 데메틸라제(HDM)에 의해 조절됩니다. 히스톤 라이신 잔기의 메틸화는 특정 상황(예: 메틸화 부위, 상태 등)에 따라 유전자 전사를 활성화하거나 억제할 수 있습니다.
히스톤 메틸트랜스퍼라제 및 데메틸라제에 의한 유전자 발현 조절의 예
(잠베카르 외., 2019)
핵에서 히스톤 메틸화는 다양한 생명 활동과 밀접하게 관련되어 있으며 주로 헤테로크로마틴 형성, 유전자 각인, X 염색질 불활성화 및 전사 조절에서 메틸화 부위가 다르기 때문에 생물학적 영향이 다릅니다. 후생유전학의 발달과 함께 히스톤 메틸화 검출 기술도 발전하고 있으며, 다음과 같은 다양한 히스톤 메틸화 검출 방법이 있다.
염색질 면역침강법(CHIP)
핵은 표준 micrococcal nuclease를 사용하여 20°C에서 추출 및 소화됩니다. 정확한 길이의 염색질 단편은 자당 구배 원심분리에 의해 분리됩니다. 비 변성 염색질 면역 침전은 특정 항체에 의해 수행됩니다. 염색질 면역 침전 분석은 DNA에 대한 친화력이 높은 단백질을 연구하는 데 사용됩니다. Mononucleosome 수준에서 고해상도를 달성할 수 있으며 면역 침전의 효율성을 파악할 수 있습니다.
전기영동으로 분리된 세포나 조직 내 단백질을 겔에서 고체상 지지체 NC 멤브레인 또는 PVDF 멤브레인으로 옮긴 후 특정 항원을 특정 항체로 검출합니다. 이 방법은 전체 수준에서 메틸화 히스톤만 검출할 수 있으며 더 깊은 요구를 충족할 수 없습니다.
바이오칩
일반적으로 사용되는 바이오칩에는 유전자 칩과 단백질 칩이 포함되며, 이는 전체 게놈 서열 사이트를 포함하는 히스톤 메틸화 발현 프로파일을 제공할 수 있고 연구자가 연구 의미가 있는 히스톤 메틸화 사이트를 선택하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
질량 분석법 분석
다른 번역 후 변형과 유사한 메틸화 변형은 유기체에서 풍부하지 않습니다. 효소 소화에 의해 직접 확인되면 신호가 압도되어 감지하기 어려울 수 있습니다. Artistic Proteomics는 단백질 메틸화 변형 분석 질량 분석법으로 검출할 수 있는 특정 메틸화 변형의 농축을 허용하는 플랫폼. HPLC-MS/MS 기반 플랫폼은 단백질 메틸화를 식별, 정량화 및 특성화할 수 있습니다. 메틸화 부위 분석 및 메틸화 프로테오믹스 서비스를 제공할 수 있습니다.
참조
[1] Jambhekar, A., Dhall, A., & Shi, Y. (2019). 동물 발달에서 히스톤 메틸화의 역할과 조절. Nature overview Molecular cell 생물학, 20(10), 625-641.
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