БИОХИМИЯ, 2013, том 78, вып. 2, с. 243–253
УДК 576.112.823.017
Влияние структуры хроматина, антибиотиков и эндогенного метилирования гистонов на фосфорилирование гистонов Н1 и Н3 в присутствии протеинкиназы А в ядрах печени крысы in vitro
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: клеточные ядра, хроматин, гистоны Н1 и Н3, метилирование, фосфорилирование, дистамицин, хромомицин, полиглутаминовая кислота, ц-АМФ-зависимая протеинкиназа А.
Аннотация
Изучено фосфорилирование гистонов Н1 и Н3 ц-АМФ-зависимой протеинкиназой А и эндогенными фосфокиназами в присутствии [γ-32P]-ATP in vitro в изолированных ядрах печени крысы с разным уровнем структурной организации хроматина: конденсированным (диаметр фибрилл 100–200 нм; Я-1) и частично деконденсированным (диаметр фибрилл ~30 нм; Я-2). В Я-1 гистон Н1 фосфорилируется в ~2 раза больше гистона Н3. При разворачивании хроматина до Я-2 суммарное фосфорилирование Н1 уменьшается в 1,5 раза, а Н3 не меняется, хотя эндогенное фосфорилирование обоих гистонов снижается вдвое. Изменения в фосфорилировании гистонов под действием низких и высоких концентраций дистамицина и хромомицина отличаются для Н1 и Н3 в Я-1 и Я-2. Обнаружено, что дистамицин увеличивает фосфорилирование прочносвязанной фракции Н1, не экстрагируемой полиглутаминовой кислотой, особенно в Я-1. Хромомицин увеличивает фосфорилирование обоих гистонов и в экстрактах полиглутаминовой кислоты, и в ядерных осадках (особенно сильно в Я-2). При этом в Я-1 фосфорилируется прочносвязанная фракция гистонов Н1, N-концы которых расположены на АТ-богатых сайтах, доступность к которым для протеинкиназы теряется при разворачивании хроматина до Я-2. В то же время, в Я-2 резко увеличивается доступность для протеинкиназы прочносвязанной фракции гистонов Н1, N-концы которых расположены на ГЦ-богатых сайтах. Высокие концентрации как хромомицина, так и дистамицина стимулируют фосфорилирование в Я-1 и Я-2 неэкстрагируемой полиглутаминовой кислотой фракции Н1, N-концы которых расположены на сайтах, где АТ≈ГЦ. Хромомицин в высокой концентрации увеличивает в 4–7 раз фосфорилирование небольшой фракции Н3, которая выходит в экстракт полиглутаминовой кислоты в обоих типах ядер. Обнаружено влияние эндогенного метилирования гистонов Н1 и Н3 в ядрах на их последующее фосфорилирование в зависимости от структуры хроматина, прочности связи гистонов и концентрации дистамицина.