酵母端粒酶亚基Est1的G-四链促进活性及G-四链解聚机制的研究

端粒是真核生物线状染色体末端的一种核酸蛋白复合体结构，由串联的富含鸟苷酸的端粒DNA重复序列及端粒结合蛋白组成。端粒的存在确保了染色体的稳定和完整复制。端粒单链DNA可以形成一种称为G-四链的高级结构，但目前对G-四链的功能及其在体内形成和解聚的机制还了解不多。我们先前的研究发现酵母端粒酶亚基Est1具有促进单链DNA形成分子间G-四链结构，而且Est1 的G-四链促进作用是细胞维持端粒酶活性必需。本课题将在已有的研究基础上，运用生物化学、分子生物学、遗传学手段，研究Est1对分子内G-四链形成的促进能力，利用端粒人源化的酵母系统验证Est1的分子内G-四链促进活性，并寻找具有解开G-四链结构功能的新蛋白。完成该课题的研究将增加人们对端粒复制及重组机制的理解，并拓宽人们对G-四链结构在细胞内功能的认识。

端粒是真核生物线性染色体末端的DNA和蛋白质的复合物。端粒的存在确保了染色体的稳定和完整复制。端粒DNA由包含TG1-3/C1-3A重复序列的双链和单链DNA构成。富含鸟苷酸的单链DNA可以形成一种称为G-四链的高级结构。我们先前的研究发现酵母端粒酶调控亚基Est1具有促进单链DNA形成分子间G-四链结构，而且Est1的G-四链促进活性是细胞维持端粒和保护端粒的所必需的。在本项研究中，我们用体外实验证明Est1还能促进端粒单链DNA形成分子内G-四链结构。在野生型酵母中过量表达Est1或者表达Cdc13-Est2融合蛋白，都使端粒过度延伸，但在端粒序列人源化的酵母中（该序列极易形成分子内G-四链），却不能使端粒过度延伸，这表明Est1不能进一步发挥对端粒复制的正调控作用。与预期不一致的是：丧失G-四链促进活性的Est1的点突变est1-D514A不能通过端粒酶途径维持端粒。鉴于人的端粒DNA在体外很容易形成分子内G-四链，我们提出一个模型：在人源化酵母中，Est1的分子间G-四链促进活性对端粒酶活性和端粒复制起到至关重要的作用。