泛素化组蛋白光交联探针的化学合成及应用研究

Histone ubiquitination plays important roles in the regulation of chromatin function and DNA-related intracellular processes. Aberrations in histone ubiquitination are closely correlated with the origin and development of many diseases. Ubiquitylated histone-based photo-cross-linking probes are important molecular tools to study the function and molecular mechanism of ubiquitination. The efficient preparation of these probes has recently become one of challenges in the field of protein chemical synthesis. Based on our previous work on isopeptide bond construction and histone synthesis, we intend to develop a novel auxiliary-mediated method for the construction of isopeptide bond. This method will be further applied to the total chemical synthesis of mono-/di-ubiquitinated histone-based photo-cross-linking probes. Then, the synthetic probes will be used to characterize specific binding proteins of ubiquitinated histone H3, through the combination of photo-crosslinking strategy and chemical proteomics. This project will help to reveal the molecular mechanism by which ubiquitination regulates nucleosome assembly. Furthermore, the synthetic strategy will achieve breakthroughs in the chemical synthesis of ubiquitinated histone-based photo-cross-linking probes, which are expected to have applications in deciphering the “histone-ubiquitin” code.

组蛋白的泛素化修饰对于染色质的功能以及DNA相关的细胞内过程发挥重要调控作用，泛素化修饰的异常与多种疾病的产生及发展密切相关。基于泛素化组蛋白的光交联探针是研究泛素化功能及作用机制的重要工具，该类探针的制备是近年来蛋白质化学合成领域的挑战之一。本项目拟在前期异肽键构建和组蛋白化学合成工作基础上，发展新一代辅基介导的异肽键构建方法，并将该方法用于单泛素化以及二泛素化组蛋白光交联探针的化学合成。联合使用光交联探针和质谱组学技术，本项目拟解析泛素化组蛋白H3的特异性结合蛋白，揭示泛素化调控核小体组装的分子机制。本项目拟发展的合成方法将在泛素化组蛋白光交联探针的制备上实现突破，预期在解密“组蛋白-泛素”密码研究中得到应用。

组蛋白的泛素化修饰对于染色质的功能以及DNA相关的细胞内过程发挥重要调控作用，泛素化修饰的异常与多种疾病的产生及发展密切相关。基于泛素化组蛋白的光交联探针是研究泛素化功能及作用机制的重要工具，该类探针的制备是近年来蛋白质化学合成领域的挑战之一。.本项目在前期异肽键构建和组蛋白化学合成工作基础上，发展了新一代辅基介导的异肽键构建方法。利用发展的异肽键构建方法，本项目实现了单泛素化和二泛素化组蛋白H3光交联探针的化学合成。联合使用光交联探针和质谱组学等技术，本项目初步探索了泛素化组蛋白H3的特异性结合蛋白。.本项目建立了基于DIC/Oxyma缩合体系的快速、安全、稳健合成方法，为固相多肽合成特别是手动固相多肽合成提供了重要方法参考。本项目实现了单泛素化和二泛素化组蛋白H3光交联探针的化学合成和分析鉴定，为其它泛素化组蛋白探针的化学合成提供参考。本项目实现了泛素化修饰核小体的体外组装和生化分析，为寻找泛素化组蛋白相关识别蛋白提供了核心分子工具。.总之，本项目发展了新的固相多肽合成方法以及异肽键构建策略，在泛素化组蛋白光交联探针的化学合成上实现了突破。本项目的研究预期在揭示泛素化调控核小体组装的分子机制以及解密“组蛋白-泛素”密码等研究中得到更加广泛的应用。