H2AFX

H2AX
Доступные структуры ПДБ Поиск ортологов: PDBe RCSB showСписок идентификационных кодов PDB 2D31, 2DYP, 3SHV, 3SQD, 3SZM, 1YDP, 2AZM, 3U3Z
Идентификаторы
Псевдонимы	H2AX , H2A.X, H2A/X, член семейства гистонов H2A X, вариантный гистон H2A.X, H2AFX
Внешние идентификаторы	Опустить : 601772 ; МГИ : 102688 ; Гомологен : 134201 ; Генные карты : H2AX ; OMA : H2AX — ортологи
showМестоположение гена ( человек ) Chr. Chromosome 11 (human) Band 11q23.3 Start 119,093,874 bp End 119,095,465 bp
showМестоположение гена ( Мышь ) Chr. Chromosome 9 (mouse) Band 9 A5.2|9 24.84 cM Start 44,245,991 bp End 44,247,374 bp
show экспрессии РНК Характер Bgee Human Mouse (ortholog) Top expressed in ventricular zone embryo ganglionic eminence mucosa of transverse colon oocyte inferior ganglion of vagus nerve thymus trabecular bone C1 segment subthalamic nucleus Top expressed in medial ganglionic eminence abdominal wall maxillary prominence mandibular prominence tail of embryo tibiofemoral joint genital tubercle epiblast somite ventricular zone More reference expression data BioGPS More reference expression data
showГенная онтология Molecular function DNA binding histone binding protein binding protein heterodimerization activity enzyme binding damaged DNA binding Cellular component nucleoplasm chromosome telomere nucleosome extracellular exosome nuclear speck centrosome nucleus site of double-strand break chromatin condensed nuclear chromosome male germ cell nucleus XY body replication fork site of DNA damage Biological process response to ionizing radiation nucleosome assembly DNA recombination DNA damage checkpoint signaling positive regulation of DNA repair cellular response to DNA damage stimulus cellular senescence meiosis cellular response to gamma radiation spermatogenesis cerebral cortex development cell cycle viral process double-strand break repair via nonhomologous end joining double-strand break repair DNA repair double-strand break repair via homologous recombination chromatin organization Sources:Amigo / QuickGO
hideОртологи Разновидность Человек Мышь Входить 3014 15270 Вместе ENSG00000188486 ENSMUSG00000049932 ЮниПрот P16104 P27661 RefSeq (мРНК) НМ_002105 НМ_010436 RefSeq (белок) НП_002096 НП_034566 Местоположение (UCSC) Чр 11: 119.09 – 119,1 Мб Chr 9: 44,25 – 44,25 Мб в PubMed Поиск
Викиданные
Просмотр/редактирование человека Просмотр/редактирование мыши

Член X семейства гистонов H2A (обычно сокращенно H2AX ) представляет собой тип белка- гистона из семейства H2A, кодируемый геном H2AFX . Важной фосфорилированной формой является γH2AX (S139), которая образуется при появлении двухцепочечных разрывов.

У людей и других эукариотов ДНК H3 обернута вокруг октамеров гистонов , состоящих из гистонов H2A, H2B , основных и H4 , с образованием хроматина . H2AX способствует образованию нуклеосом , ремоделированию хроматина и восстановлению ДНК , а также используется in vitro в качестве анализа двухцепочечных разрывов в дцДНК .

Образование γH2AX

H2AX фосфорилируется по серину 139, который тогда назывался γH2AX, в результате реакции двухцепочечных разрывов ДНК (DSB) . киназы семейства PI3 ( Ataxia telangiectasia mutated , ATR За это фосфорилирование ответственны и DNA-PKcs), особенно ATM. Модификация может произойти случайно во время коллапса репликационной вилки или в ответ на ионизирующее излучение, а также во время контролируемых физиологических процессов, таких как рекомбинация V(D)J. γH2AX является чувствительной мишенью для изучения DSB в клетках. Однако присутствие γH2AX само по себе не является свидетельством DSB. Роль фосфорилированной формы гистона в репарации ДНК обсуждается, но известно, что из-за модификации ДНК становится менее конденсированной, потенциально предоставляя место для рекрутирования белков, необходимых во время репарации DSB. Эксперименты по мутагенезу показали, что модификация необходима для правильного формирования очагов, индуцированных ионизирующим излучением, в ответ на двухцепочечные разрывы, но не требуется для привлечения белков к месту DSB.

Функция

Реакция на повреждение ДНК

Вариант гистонов H2AX составляет около 2–25% гистонов H2A в хроматине млекопитающих. Когда в ДНК происходит двухцепочечный разрыв, происходит последовательность событий, в ходе которых изменяется H2AX.

Очень рано после двухцепочечного разрыва специфический белок, который взаимодействует с хроматином и влияет на его архитектуру, фосфорилируется, а затем высвобождается из хроматина. Этот белок, белок гетерохроматина 1 (HP1)-бета ( CBX1 ), связан с гистоном H3, метилированным по лизину 9 (H3K9me). Полумаксимальное высвобождение HP1-бета из поврежденной ДНК происходит в течение одной секунды. Динамическое изменение структуры хроматина запускается высвобождением HP1-бета. Это изменение в структуре хроматина способствует фосфорилированию H2AX с помощью ATM , ATR и DNA-PK . позволяя образовывать γH2AX (H2AX, фосфорилированный по серину 139). γH2AX можно обнаружить уже через 20 секунд после облучения клеток (с образованием двухцепочечного разрыва ДНК), а полумаксимальное накопление γH2AX происходит за одну минуту. Хроматин с фосфорилированным γH2AX простирается примерно на миллион пар оснований на каждой стороне двухцепочечного разрыва ДНК.

MDC1 (медиатор белка 1 контрольной точки повреждения ДНК) затем связывается с γH2AX, и комплекс γH2AX/MDC1 затем организует дальнейшие взаимодействия при восстановлении двухцепочечного разрыва. Убиквитинлигазы RNF8 и RNF168 связываются с комплексом γH2AX/MDC1, убиквитилируя другие компоненты хроматина. Это позволяет рекрутировать BRCA1 и 53BP1 в длинный модифицированный хроматин γH2AX/MDC1. Другими белками, которые стабильно собираются на обширном γH2AX-модифицированном хроматине, являются комплекс MRN ( белковый комплекс, состоящий из Mre11 , Rad50 и Nbs1 ), RAD51 и киназа ATM . Дальнейшие компоненты репарации ДНК, такие как RAD52 и RAD54, быстро и обратимо взаимодействуют с основными компонентами, стабильно связанными с γH2AX-модифицированным хроматином. Конститутивный уровень экспрессии γH2AX в живых клетках, не обработанных экзогенными агентами, вероятно, представляет собой повреждение ДНК эндогенными оксидантами, образующимися во время клеточного дыхания.

При ремоделировании хроматина

Упаковка эукариотической ДНК в хроматин представляет собой барьер для всех процессов, основанных на ДНК, которые требуют привлечения ферментов к местам их действия. Чтобы обеспечить восстановление ДНК, хроматин должен быть ремоделирован .

γH2AX, фосфорилированная форма H2AX, участвует в этапах, приводящих к деконденсации хроматина после двухцепочечных разрывов ДНК. γH2AX сам по себе не вызывает деконденсации хроматина, но в течение 30 секунд воздействия ионизирующего излучения белок RNF8 можно обнаружить в ассоциации с γH2AX. RNF8 опосредует обширную деконденсацию хроматина посредством его последующего взаимодействия с CHD4 . компонент комплекса ремоделирования нуклеосом и деацетилазы NuRD .

γH2AX как тест на двухцепочечные разрывы

Анализ на γH2AX обычно отражает наличие двухцепочечных разрывов ДНК, хотя анализ может указывать и на другие незначительные явления. С одной стороны, неопровержимые доказательства подтверждают сильную количественную корреляцию между образованием фокусов γH2AX и индукцией двухцепочечных разрывов ДНК после воздействия ионизирующего излучения , основанную на абсолютных выходах и распределениях, индуцированных на единицу дозы. С другой стороны, сообщалось не только о формировании отдельных фокусов γH2AX, но и о индукции панъядерных сигналов γH2AX как клеточной реакции на различные стрессоры, помимо ионизирующего излучения. Сигнал γH2AX всегда сильнее при двухцепочечных разрывах ДНК, чем в неповрежденном хроматине. Считается, что γH2AX в неповрежденном хроматине, возможно, генерируется посредством прямого фосфорилирования H2AX активированными киназами, наиболее вероятно диффундирующими из участков повреждения ДНК. При использовании γH2AX в качестве маркера двухцепочечных разрывов важно понимать, что это нижестоящий прокси-сервер, который может быть полезен для представления восстановления повреждений ДНК. Сами по себе они не представляют собой двухцепочечные разрывы, и это требует тщательного рассмотрения при интерпретации данных таких анализов.

Анализ γH2AX имеет ряд недостатков, поэтому были созданы новые методы анализа.

Взаимодействия

Было показано, что H2AX взаимодействует с:

• БАРД1 ,
• БРЦА1
• Белок синдрома Блума ,
• МДЦ1 ,
• Нибрин , и
• ТР53ВР1 .

Дальнейшее чтение

• Редон С., Пилч Д., Рогаку Э., Седельникова О., Ньюрок К., Боннер В. (апрель 2002 г.). «Варианты гистонов H2A H2AX и H2AZ». Текущее мнение в области генетики и развития . 12 (2): 162–9. дои : 10.1016/S0959-437X(02)00282-4 . ПМИД   11893489 .
• Фернандес-Капетильо О, Ли А, Нусенцвейг М, Нусенцвейг А (2005). «H2AX: гистоновый хранитель генома» . Восстановление ДНК . 3 (8–9): 959–67. дои : 10.1016/j.dnarep.2004.03.024 . ПМИД   15279782 .
• Маннирони С., Боннер В.М., Хэтч С.Л. (ноябрь 1989 г.). «H2A.X., гистоновый изопротеин с консервативной С-концевой последовательностью, кодируется новой мРНК как с типом репликации ДНК, так и с сигналами процессинга полиА 3'» . Исследования нуклеиновых кислот . 17 (22): 9113–26. дои : 10.1093/нар/17.22.9113 . ПМК   335118 . ПМИД   2587254 .
• Банерджи С., Смоллвуд А., Хультен М. (февраль 1995 г.). «АТФ-зависимая реорганизация ядерного хроматина сперматозоида человека». Журнал клеточной науки . 108 (2): 755–65. дои : 10.1242/jcs.108.2.755 . ПМИД   7769017 .
• Иванова В.С., Хэтч К.Л., Боннер В.М. (сентябрь 1994 г.). «Характеристика гена гистона человека H2A.X. Сравнение его промотора с другими промоторами гена H2A» . Журнал биологической химии . 269 ​​(39): 24189–94. дои : 10.1016/S0021-9258(19)51067-5 . ПМИД   7929075 .
• Иванова В.С., Зимонич Д., Попеску Н., Боннер В.М. (сентябрь 1994 г.). «Хромосомная локализация гена человеческого гистона H2A.X в 11q23.2-q23.3 методом флуоресцентной гибридизации in situ». Генетика человека . 94 (3): 303–6. дои : 10.1007/BF00208289 . ПМИД   8076949 . S2CID   21293682 .
• Рогаков Е.П., Пильч Д.Р., Орр А.Х., Иванова В.С., Боннер В.М. (март 1998 г.). «Двухцепочечные разрывы ДНК индуцируют фосфорилирование гистона H2AX по серину 139» . Журнал биологической химии . 273 (10): 5858–68. дои : 10.1074/jbc.273.10.5858 . ПМИД   9488723 .
• Эль Харруби А., Пирас Г., Зенсен Р., Мартин М.А. (май 1998 г.). «Транскрипционная активация встроенного промотора вируса иммунодефицита человека типа 1, ассоциированного с хроматином» . Молекулярная и клеточная биология . 18 (5): 2535–44. дои : 10.1128/mcb.18.5.2535 . ПМК   110633 . ПМИД   9566873 .
• Рогаку Е.П., Бун С., Редон С., Боннер В.М. (сентябрь 1999 г.). «Домены мегабазного хроматина, участвующие в двухцепочечных разрывах ДНК in vivo» . Журнал клеточной биологии . 146 (5): 905–16. дои : 10.1083/jcb.146.5.905 . ПМК   2169482 . ПМИД   10477747 .
• Рогаку Е.П., Ньевес-Нейра В., Бун С., Помье Ю., Боннер В.М. (март 2000 г.). «Инициирование фрагментации ДНК во время апоптоза индуцирует фосфорилирование гистона H2AX по серину 139» . Журнал биологической химии . 275 (13): 9390–5. дои : 10.1074/jbc.275.13.9390 . ПМИД   10734083 .
• Полл Т.Т., Рогаку Е.П., Ямазаки В., Кирхгесснер К.У., Геллерт М., Боннер В.М. (2001). «Критическая роль гистона H2AX в привлечении факторов репарации в ядерные очаги после повреждения ДНК» . Современная биология . 10 (15): 886–95. Бибкод : 2000CBio...10..886P . дои : 10.1016/S0960-9822(00)00610-2 . ПМИД   10959836 . S2CID   16108315 .
• Дэн Л., де ла Фуэнте С., Фу П., Ван Л., Доннелли Р., Уэйд Дж.Д., Ламберт П., Ли Х., Ли К.Г., Кашанчи Ф. (ноябрь 2000 г.). «Ацетилирование Tat ВИЧ-1 с помощью CBP/P300 увеличивает транскрипцию интегрированного генома ВИЧ-1 и усиливает связывание с основными гистонами» . Вирусология . 277 (2): 278–95. дои : 10.1006/виро.2000.0593 . ПМИД   11080476 .
• Чен Х.Т., Бхандула А., Дифилиппантонио М.Дж., Чжу Дж., Браун М.Дж., Тай Икс, Рогакоу Э.П., Бротц Т.М., Боннер В.М., Рид Т., Нуссенцвейг А. (декабрь 2000 г.). «Ответ на RAG-опосредованное расщепление VDJ с помощью NBS1 и γH2AX» . Наука . 290 (5498): 1962–5. Бибкод : 2000Sci...290.1962C . дои : 10.1126/science.290.5498.1962 . ПМЦ   4721589 . ПМИД   11110662 .
• Чедвик Б.П., Уиллард Х.Ф. (май 2001 г.). «Варианты гистонов H2A и неактивная Х-хромосома: идентификация второго варианта макроH2A» . Молекулярная генетика человека . 10 (10): 1101–13. дои : 10.1093/hmg/10.10.1101 . ПМИД   11331621 .
• Бирма С., Чен Б.П., Мерфи М., Куримаса А., Чен DJ (ноябрь 2001 г.). «АТМ фосфорилирует гистон H2AX в ответ на двухцепочечные разрывы ДНК» . Журнал биологической химии . 276 (45): 42462–7. дои : 10.1074/jbc.C100466200 . ПМИД   11571274 .
• Уорд И.М., Чен Дж. (декабрь 2001 г.). «Гистон H2AX фосфорилируется ATR-зависимым образом в ответ на репликационный стресс» . Журнал биологической химии . 276 (51): 47759–62. дои : 10.1074/jbc.C100569200 . ПМИД   11673449 .
• Дэн Л., Ван Д., де ла Фуэнте С., Ван Л., Ли Х., Ли К.Г., Доннелли Р., Уэйд Дж.Д., Ламберт П., Кашанчи Ф (октябрь 2001 г.). «Усиление активности HAT p300 с помощью Tat ВИЧ-1 на ДНК хроматина» . Вирусология . 289 (2): 312–26. дои : 10.1006/виро.2001.1129 . ПМИД   11689053 .
• Чен А., Клейман Ф.Е., Мэнли Дж.Л., Оучи Т., Пан ZQ (июнь 2002 г.). «Аутоубиквитинирование убиквитинлигазы BRCA1*BARD1 RING» . Журнал биологической химии . 277 (24): 22085–92. дои : 10.1074/jbc.M201252200 . ПМИД   11927591 .
• Чжу Х, Хантер Т.С., Пан С., Яу П.М., Брэдбери Э.М., Чен X (апрель 2002 г.). «Массовые характеристики остатков для эффективного обнаружения модификаций белка с помощью масс-спектрометрии». Аналитическая химия . 74 (7): 1687–94. дои : 10.1021/ac010853p . ПМИД   12033261 . S2CID   26392831 .