1. Post-translational modification (PTM) of histone

蛋白質(zhì)在翻譯后需要經(jīng)過(guò)合適的折疊及翻譯后修飾（PTM）才能行使正常功能，對(duì)組蛋白而言通常是甲基和乙?；瘓F(tuán)的修飾，常被成為histone marks。這些蛋白質(zhì)在疾病中有重大作用，但可以被很多小分子抑制，進(jìn)而調(diào)控疾病，所以是持續(xù)熱門(mén)的研究方向。

2. Basic complement of regulation

主要通過(guò)功能域的多樣性實(shí)現(xiàn)， reader的功能域是最多的。

‘reader’‘writer’ ‘eraser’

顧名思義，reader指能識(shí)別相應(yīng)修飾位點(diǎn)的蛋白質(zhì)，通常有保守的結(jié)構(gòu)作為功能域被相應(yīng)的writer或eraser識(shí)別，使催化反應(yīng)進(jìn)行。 
常見(jiàn)的功能域如CXXC (H3K4me3的reader，可以招募相應(yīng)的writer SETD1對(duì)DNA進(jìn)行甲基化修飾。又如bromo domain，含有這類(lèi)domain的蛋白家族通常能夠識(shí)別組蛋白上經(jīng)過(guò)修飾的賴(lài)氨酸，可以調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄活性。 

3. 表觀遺傳數(shù)據(jù)分析常見(jiàn)修飾：乙酰化和甲基化

3.1 Histone acetylation

Regulation protiens

• Writer: histone acetyltransferases (HATs) 
  組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶通過(guò)乙酰輔酶A把?；鶊F(tuán)轉(zhuǎn)移到組蛋白的賴(lài)氨酸殘基上。主要通過(guò)中和賴(lài)氨酸的正電荷從而增加組蛋白末端的黏性，從而促進(jìn)核小體變得松散，使轉(zhuǎn)錄得以發(fā)生。

• Eraser: Histone deactylase complex (HDAC) 

  組蛋白去乙酰復(fù)合體，機(jī)制和HAT剛好相反。

Mechanism and function

主要的功能機(jī)制在于改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)、組蛋白和DNA互作、分子伴侶的識(shí)別以及為基因轉(zhuǎn)錄因子提供結(jié)合位點(diǎn)。

3.1. Histone methylation

相比乙?；?，甲基化更為活躍。組蛋白的甲基化在賴(lài)氨酸上比較多，能夠發(fā)生單甲基化，二甲基化，三甲基化。而精氨酸能夠發(fā)生單甲基化，二甲基化。

Regulation protiens

• Writer 
  SAM-dependent methyl-tranferase

• Eraser

• Jumonji family of 2-oxoglutarate-dependent demethylases

• Flavin-dependent enzymes lysine-specific histone demethylase 1 LSD1 (KDM1A) + LSD2 (KDM1B)

Mechanism and function

Lysine

不像乙酰化，組蛋白的甲基化通常不會(huì)直接改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)。通常情況下，甲基化的位點(diǎn)可以被其他蛋白的識(shí)別并結(jié)合（那么這些位點(diǎn)就是reader的親和位點(diǎn)了），招募響應(yīng)的蛋白對(duì)核小體和染色體為點(diǎn)進(jìn)行修飾。每一類(lèi)的組蛋白甲基化都能被高度分化的蛋白質(zhì)通過(guò)賴(lài)氨酸-甲基識(shí)別domain結(jié)合， 這些reader高度分化到什么程度呢？每一類(lèi)修飾都有很多蛋白，比如H3K4me3有CHD1, RAG2,TAF3, DNMT3L等；H3K9me3有UHRF, HP1, MPP8, GLP等， H4K20me2則有L3MBTL1, MBT1,JMJD2A, 53BP1, PHF20等。

特點(diǎn)：相應(yīng)的修飾能夠反應(yīng)相應(yīng)區(qū)域的基因轉(zhuǎn)錄情況，H3K4me3通常出現(xiàn)在啟動(dòng)子附近，與轉(zhuǎn)錄激活有關(guān)； H3K9me3 和 H3K27me3則與轉(zhuǎn)錄沉默有關(guān)。這也是實(shí)驗(yàn)室ChIPseq必點(diǎn)的技能之一。

Argine

相比賴(lài)氨酸甲基化，精氨酸的甲基化在近年才逐漸走入我們的視野，現(xiàn)在的研究也不是很火，在此就略講了。

最后附一張表供大家參考，今后會(huì)對(duì)每一類(lèi)蛋白做更細(xì)致的分析。