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人类Sirtuins蛋白家族是一类依赖于NAD+的组蛋白去乙酰化酶,与酵母的Sir2基因同源,它们含有共同的保守催化结构域:去乙酰化结构域。在人类基因组中存在7种Sirtuins蛋白(SIRT1-7),参与了多种细胞生命活动,如热量限制,细胞衰老,代谢,染色体稳定,转录沉默等。SIRT7蛋白目前研究相对较少,在多种癌症中表达上调,很可能参与了癌症的发生发展过程。 人类Sirt7基因位于染色体17q25.3上,基因组含有10个外显子,mRNA全长1203bp,由400个氨基酸残基编码而成,蛋白分子量约为44.9KDa。Sirt7主要分布于细胞核当中,HDAC酶活性较低,既可以使组蛋白去乙酰化,也可以催化非组蛋白发生去乙酰化。SIRT7蛋白调节Pol I聚合酶亚基PAF53的去乙酰化,增强Pol I结合rDNA启动子的能力,上调rDNA的转录发生,促进细胞增殖和抑制凋亡的发生。SIRT7靶向结合特定基因启动子,介导H3K18Ac去乙酰化,稳定染色质构象,抑制特定抑癌基因的转录,维持癌细胞的侵袭形态。 泛素-蛋白酶体途径是负责调节体内蛋白水平和功能的重要机制。在这个过程中,泛素连接酶E3负责底物的选择性识别和特异性降解,是蛋白酶体降解途径的决定性因子。TRIM蛋白家族成员均含有RING结构域,普遍具有E3连接酶活性。在这里我们为寻找SIRT7的特异性E3展开了一系列实验,并通过CRISPR/Cas9技术构建了一株MCF-7敲除细胞系,以便后续深入研究SIRT7在乳腺癌的功能。主要的实验内容和结论如下所述: ①MCF7细胞敲除Sirt7后,影响p53的mRNA和蛋白水平: MCF7敲除Sirt7基因后,发现其克隆形成能力并没有发生变化,而细胞周期受到影响。RT-qPCR和WB结果显示,Sirt7基因敲除后,p53的蛋白表达水平和mRNA表达水平均有上调。 ②在293FT细胞内,TRIM25蛋白与SIRT7蛋白发生相互作用: 通过蛋白组学的实验数据,我们筛查出SIRT7的相互作用蛋白,其中泛素连接酶E3 TRIM25也在其中,是我们特别感兴趣的基因。为证实结果的可靠性,我们应用免疫共沉淀和免疫印迹的实验方法加以验证,并确认TRIM25和SIRT7蛋白两者之间确实存在相互作用的关系。 ③TRIM25下调SIRT7蛋白稳定性并使其发生泛素化降解: TRIM25质粒或空载体转染MCF7细胞和293FT细胞后,CHX药物处理细胞,分别检测内源性和外源性SIRT7蛋白表达水平,免疫印迹结果显示:TRIM25蛋白能使SIRT7蛋白的半衰期显著降低。体内泛素化实验结果进一步表明,TRIM25能使SIRT7蛋白发生特异性泛素化作用。