己糖胺生物合成途径调控组蛋白甲基化酶DOT1L蛋白水平的机制及功能研究
批准号:
32071296
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
孙立栋
依托单位:
学科分类:
蛋白质、多肽与酶生物化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙立栋
中文摘要
葡萄糖代谢的己糖胺生物合成途径(HBP)提供蛋白质O-GlcNAc修饰的供体,该修饰的异常与肿瘤等疾病密切相关。组蛋白H3K79的甲基化酶DOT1L在MLL融合型白血病中起关键作用。目前对DOT1L受到的调控与葡萄糖代谢之间的关系了解较少。在本研究中,我们发现:HBP显著调节DOT1L的蛋白水平及其下游基因表达;DOT1L可被O-GlcNAc修饰且该修饰可能降低其与E3泛素连接酶TRIM25的相互作用。我们将深入研究:HBP是否通过DOT1L的O-GlcNAc修饰影响其泛素化;TRIM25是否直接调控DOT1L的泛素化并受到DOT1L的O-GlcNAc修饰的影响;MLL融合型白血病中葡萄糖/HBP/TRIM25是否通过DOT1L调控下游HOXA9等基因的表达及细胞的增殖。本研究的成功开展将揭示葡萄糖代谢和组蛋白甲基化之间的一个新联系,并为MLL-融合型白血病的基础研究和治疗提供新的思路。
英文摘要
Hexosamine Biosynthetic Pathway (HBP) of glucose metabolism provides UDP-GlcNAc for protein O-GlcNAcylation. Abnormality in protein O-GlcNAcylation associates with various diseases including tumor. Histone H3K79 methyltransferase DOT1L plays a critical role in MLL-fusion leukemia. Currently little is known regarding the interplay between DOT1L and glucose metabolism. In this study, we found HBP significantly regulated DOT1L protein level and expression of DOT1L downstream genes. We also found that DOT1L could be O-GlcNAcylated which might undermine its interaction with E3 ligase TRIM25. We will further determine whether HBP regulates ubiquitination of DOT1L through its O-GlcNAcylation. We will also clarify whether TRIM25 directly ubiquitinates DOT1L and whether TRIM25 activity on DOT1L is affected by DOT1L O-GlcNAcylaion. Finally we will investigate whether Glucose/HBP/TRIM25 regulates MLL-fusion leukemia cell proliferation and expression of genes such as HOXA9 through DOT1L. This research project will reveal new connection between glucose metabolism and histone lysine methylation, providing novel insights into the mechanism and therapeutics of MLL-fusion leukemia.
组蛋白甲基化是介导外环境对基因表达调控的重要机制之一。DOT1L是组蛋白H3K79的甲基化酶,其具有多种生物学功能,特别是在MLL-融合型白血病中具有重要的功能。但是,我们对DOT1L如何对外环境的变化作出反应所知甚少。在本项目中,我们发现DOT1L的蛋白稳定性可被葡萄糖通过己糖胺合成途径调控。我们发现DOT1L蛋白C端的1511位丝氨酸受被O-GlcNAc修饰。此外,我们还发现UBE3C是DOT1L的E3泛素连接酶。我们发现UBE3C与DOT1L的结合可以被DOT1L-S1511的O-GlcNAc修饰抑制。与此一致,在MLL-融合型白血病中,己糖胺合成途径可以调节DOT1L关键靶基因HOXA9和MEIS11的表达,促进MLL-融合型白血病的增殖。抑制己糖胺合成途径或者O-GlcNAc转移酶OGT会增加白血病细胞对DOT1L抑制剂的敏感性。整体看,我们的工作发现了O-GlcNAc修饰和UBE3C是调节DOT1L蛋白水平的关键机制,发现了葡萄糖通过调节组蛋白甲基化影响白血病恶性行为的新机制。
葡萄糖通过调节乙酰化识别蛋白BRD4促进乳腺癌恶性行为的机制和功能研究
-
批准号:32371320
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:50万元
-
批准年份:2023
-
负责人:孙立栋
-
依托单位:
组蛋白H3K9甲基化结合蛋白MPP8参与的蛋白-蛋白相互作用在肿瘤细胞上皮-间充质转化中的功能和机制研究
-
批准号:31871284
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:60.0万元
-
批准年份:2018
-
负责人:孙立栋
-
依托单位:
国内基金
海外基金