Brpf3,也称为Bromodomain- and PHD finger-containing protein 3,是一种含有溴结构域和PHD指结构的蛋白。它是一种重要的表观遗传调控因子,参与染色质重塑、组蛋白修饰和基因表达调控。Brpf3在多种生物学过程中发挥重要作用,包括胚胎发育、细胞分化、细胞周期进展和疾病发生。
Brpf3在胚胎干细胞(ESCs)中具有重要作用。研究表明,Brpf3蛋白水平对于Myst2稳定性至关重要。E3连接酶Huwe1通过泛素化介导的降解作用作为Myst2的新型负调节因子。Brpf3在Huwe1介导的Myst2降解过程中发挥拮抗作用,表明Brpf3和Myst2之间的蛋白质-蛋白质相互作用对于保持Myst2稳定性至关重要。进一步研究表明,Brpf3过表达会导致Myst2蛋白水平的异常上调,进而导致细胞周期进展失调和早期胚胎发育过程的延迟,例如胚胎体形成和谱系承诺。Brpf3过表达引起的表型可以通过Huwe1过表达来逆转。这些结果提供了对Brpf3在ESCs中正常分化和细胞周期进展中的功能的新的见解,这可能是通过调节Myst2稳定性并阻止Huwe1介导的泛素化来实现的[1]。
Brpf3的溴结构域能够识别组蛋白尾部乙酰化的赖氨酸残基,从而促进基因转录。研究表明,Brpf3的溴结构域能够识别单乙酰化(H4K5ac)和双乙酰化(H4K5acK12ac)的组蛋白肽。这表明Brpf3能够与乙酰化的组蛋白H4相互作用,并可能通过招募HBO1复合物到染色质上,进而调节下游转录调控。这些发现提供了对Brpf3溴结构域如何识别组蛋白靶标以及其生物学功能的关键见解[2]。
Brpf3在癌症中发挥重要作用。研究表明,BRD家族基因的表达与肾细胞癌的预后相关。在肾细胞癌中,BRD家族基因的表达与患者总生存期相关。通过LASSO Cox回归模型,确定了七个BRD家族基因(KAT2A、KAT2B、SP140、BRD9、BRPF3、SMARCA2和EP300)与患者预后风险相关。这些基因的表达水平与高风险组和低风险组相关,并且与患者总生存期相关。此外,基因集富集分析(GSEA)揭示了与BRD家族基因表达相关的生物学功能。这表明BRD家族基因在肾细胞癌的发生和发展中发挥重要作用,并且BRPF3可能是肾细胞癌的潜在治疗靶点[3]。
Brpf3在神经母细胞瘤中也发挥重要作用。研究表明,Brpf3在神经母细胞瘤中的表达水平与患者的预后相关。Brpf3在神经母细胞瘤中表达显著上调,并且与不良预后相关。Brpf3通过m6A-YTHDF1依赖机制抑制YWHAH表达,激活PI3K/AKT信号通路,促进神经母细胞瘤细胞的活性。此外,Brpf3通过促进PRC2和KDM5B在二价结构域上的结合,影响组蛋白修饰,进而调控二价结构基因的表达。这表明Brpf3在神经母细胞瘤的发生和发展中发挥重要作用,并且可能是神经母细胞瘤的潜在治疗靶点[4][5]。
综上所述,Brpf3是一种重要的表观遗传调控因子,参与染色质重塑、组蛋白修饰和基因表达调控。Brpf3在多种生物学过程中发挥重要作用,包括胚胎发育、细胞分化、细胞周期进展和疾病发生。Brpf3在肾细胞癌和神经母细胞瘤中表达上调,并且与患者的预后相关。这些研究表明Brpf3可能是肾细胞癌和神经母细胞瘤的潜在治疗靶点。进一步研究Brpf3的功能和机制将为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Cho, Hye In, Kim, Min Seong, Lee, Jina, Choe, Kwang-Min, Jang, Yeun Kyu. 2020. BRPF3-HUWE1-mediated regulation of MYST2 is required for differentiation and cell-cycle progression in embryonic stem cells. In Cell death and differentiation, 27, 3273-3288. doi:10.1038/s41418-020-0577-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32555450/
2. Barman, Soumen, Roy, Anirban, Bardhan, Ishita, Shivani, Shivani, Sudhamalla, Babu. 2021. Insights into the Molecular Mechanisms of Histone Code Recognition by the BRPF3 Bromodomain. In Chemistry, an Asian journal, 16, 3404-3412. doi:10.1002/asia.202100793. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34448544/
3. Lu, Junwan, Qian, Changrui, Ji, Yongan, Bao, Qiyu, Lu, Bin. 2021. Gene Signature Associated With Bromodomain Genes Predicts the Prognosis of Kidney Renal Clear Cell Carcinoma. In Frontiers in genetics, 12, 643935. doi:10.3389/fgene.2021.643935. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34149798/
4. Lloyd, Jonathan T, Glass, Karen C. 2017. Biological function and histone recognition of family IV bromodomain-containing proteins. In Journal of cellular physiology, 233, 1877-1886. doi:10.1002/jcp.26010. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28500727/
5. Yan, Kezhi, You, Linya, Degerny, Cindy, Miao, Dengshun, Yang, Xiang-Jiao. 2015. The Chromatin Regulator BRPF3 Preferentially Activates the HBO1 Acetyltransferase but Is Dispensable for Mouse Development and Survival. In The Journal of biological chemistry, 291, 2647-63. doi:10.1074/jbc.M115.703041. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26677226/