基因總覽
SUV39H1 histone lysine methyltransferase 是由 SUV39H1 基因編碼的蛋白質,屬於組蛋白 lysine 甲基轉移酶家族中的 Suvar3-9 次家族,也屬於 V-like SAM-binding methyltransferase 超家族。其主要分子角色是修飾組蛋白,與染色質狀態及基因表現調節相關。蛋白質包含 Chromo、Pre-SET、SET 與 Post-SET 結構域;這些區域構成其辨識染色質標記及執行甲基轉移功能的結構基礎。其功能與異染色質及轉錄抑制相關,細節見生物學功能說明。
基因異名與舊稱
異名取自 HGNC,可能包含歷史名稱;蛋白質名稱以 UniProt 註解為準。
染色體位置與基因結構
查看實際轉錄本與 exon 註解
| Transcript | Genomic coordinates | Exons |
|---|---|---|
| ENST00000376687 ★ | 48,696,734–48,709,016 | 6 |
| ENST00000337852 | 48,695,554–48,709,556 | 6 |
| ENST00000936593 | 48,696,614–48,709,556 | 6 |
| ENST00001107578 | 48,696,728–48,703,533 | 3 |
| ENST00001122121 | 48,696,734–48,703,650 | 4 |
| ENST00001134745 | 48,696,734–48,709,556 | 6 |
| ENST00000956168 | 48,696,765–48,709,556 | 5 |
| ENST00001071513 | 48,696,766–48,709,013 | 5 |
顯示 8/8 個蛋白質編碼轉錄本;canonical 優先。
帶型與著絲點依 Ensembl 座標繪製;核染色體長度以 GRCh38 第 1 號染色體為共同尺度。黃色標記表示本基因位置,細小區間加粗以利辨識;實際基因長度與 exon 見下方資料。
分子功能與生物學過程
SUV39H1 是組蛋白甲基轉移酶,主要以已單甲基化的組蛋白 H3 Lys-9 為受質,進一步形成 H3K9me3;反應使用 S-adenosyl-L-methionine 作為甲基供體。體外也觀察到它可弱度甲基化組蛋白 H1。H3K9me3 可作為表觀遺傳性轉錄抑制標記,招募 HP1 蛋白,包括 CBX1、CBX3 或 CBX5,並與異染色質形成有關。
SUV39H1 主要作用於異染色質,在著絲粒周邊及端粒區域的組成型異染色質建立中具有核心角色;H3K9me3 也被報告為著絲粒周邊重複序列 DNA 甲基化所需。DNA 複製後,原有組蛋白標記會被稀釋,HP1 可辨識既存的 H3K9me3,並作為平台招募 SUV39H1,使鄰近新納入的組蛋白獲得修飾,協助維持此標記。SUV39H1 與 RB1 的互作也會將其導向組蛋白 H3。
SUV39H1 參與多種轉錄與細胞命運調節情境,包括抑制 MYOD1 刺激的分化、調節細胞週期退出並進入分化的轉換、PML-RARA 融合蛋白介導的抑制、BMP 誘導的抑制、抑制轉換重組至 IgA,以及端粒長度調節。這些結果指出其染色質修飾功能與特定基因表現及細胞過程相連,但各情境的調控關係依所述研究而定。
在能量依賴的核仁沉默複合體 eNoSC 中,SUV39H1 參與對 rDNA 的沉默。葡萄糖缺乏時,細胞 NAD(+)/NADP(+) 比值上升並活化 SIRT1,接著組蛋白 H3 去乙醯化,SUV39H1 再促成 H3 Lys-9 二甲基化,並形成 rDNA 位點的沉默染色質。此外,SUV39H1 可由大型 PER 複合體招募至生理時鐘目標基因的 E-box 元件,促進局部染色質轉為類異染色質的抑制狀態。
在分枝桿菌感染相關研究中,SUV39H1 可甲基化 Mycobacterium tuberculosis 的 HupB Lys-140;對 M. bovis 的 HupB 也可能有相同作用。此修飾與宿主內分枝桿菌生長受抑及 M. tuberculosis 生物膜形成受抑相關。表現量約為 SUV39H1 正常量 60% 的巨噬細胞,對 M. bovis 或 M. tuberculosis 感染稍微更易感;使用該酶抑制劑 Chaetocin 則增加巨噬細胞在 M. tuberculosis 感染下的存活。
Promoter 與基因調控
>SUV39H1 ENST00000376687 GRCh38 chrX:48695734-48696834 strand=1 5′→3′ 相對 TSS:-1000 到 +100 bp;1101 bp 依轉錄本 TSS 擷取的基因組序列;TSS = 0,兩端包含,未驗證為 promoter TCTGACTCGATGGCTGTACGTGGTTACGGACTGTCTGCCCTGATAGAATCTCAGCTTCAACGCATCAGAG GAGACTGACTTGACCAATGGTGGGGATGAGTCGCCTGAGAAATGACAGACTGGCTGACCCACTGACAGGT GGTGTGGAGGCTTAATCCTACCTCTAGTTGCTGTGACTATTTGCTTTGAGGGCCTAGCTGGATGTTGTGA CTGATCGTGGTGTGAATGAGAAGTAATCTGAGGGAAAGACAGTGACCAACTGATAGTGCCCGACAGGGCT GTATTAGATGCTGACAGTGACAGCTTGTCCCGACCTAATCACAGCCCGCCTGGGGGCATGGCTGGATGCT GCAGTCTATGAGAGGATTTAGCCAGGGAGAATCGCAGCTGGTCCCAGGGCTATGGTGGGTGGAGAGGAGG ACTGATTGATCTGCTGACAACGTGAGGACAGGATGGTCTTAGGGAATGATAAGGCAGGCTGGCTAACAGT GCTGTCTGCCTGCCTCCAGGGAGTCGCCGCTGGCCAGGGCACAAATGGAAGCCAGTATTGACTGCCCAGC AGTGTGGATGGGGGCCGGGAGTCTGACTAGGCACCTGTCTGGGGCGACCGCCTGAGCAGTTGGATACGGC ACTAGTCCACCTGGGAGCCCCGGCCTGCTTGGGGTTAAAATGAGATGACGGGCTGACTGACGGTGATAAC AGGGAGTATGACAGGACTGAGGAACCACTGCGACTGGCTGATAACGTGATTGGCTAGCAGTGTGACAGAC AGACCAGCGCACGGGCAGGGCCTCTGGCAACTTTAGCTACCGCCGCTGTCGCTCCCGCTGCCGCCGCCGC CCAGACGCACTCTGGGAAAGCGCGGCGAGCACCCGCCTCCGGGACCGAGCCGGGCGGCAGGGAGGGGTTC GGTCACGGCTCTCCGGTTGGTCCGCGCGGGTGCTGCGAGTCGGGAGCCGCGGCCAATAGGCTGCGCGTTC CCGGCCACGCCCGCGCGAGCGCTCTTCTCGCGAGGCCGGCTAGGCCCGAATGTCGTTAGCCGTGGGGAAA GATGGCGGAAAATTTAAAAGGTGAAGCAGTGGAGGCAGAGGCGCGGGCCCG
EPDnew 實驗支持 promoter/TSS · 2 筆
| EPDnew ID | TSS(1-based) | 股向 | 來源顯示區間 |
|---|---|---|---|
| SUV39H1_2 ↗ | X:48,696,646 | 正股 | 48,696,597–48,696,656 |
| SUV39H1_1 ↗ | X:48,696,761 | 正股 | 48,696,712–48,696,771 |
EPDnew human v006 · UCSC hg38,GRCh38/hg38,透過 UCSC 取得。TSS 具有 CAGE/RAMPAGE 等實驗資料支持;任意擷取的上下游區間仍需另行判讀調控功能,不能視為整段皆經功能驗證。
EPD 封存狀態 ↗ · UCSC 資料說明 ↗ · EPD team, SIB Swiss Institute of Bioinformatics; UCSC Genome Browser · CC BY 4.0
查看已取得的調控/motif 註解
ENSRX_9PBT4 · promoter · 48695167–48695564 · regulatory
ENSRX_9PBTF · promoter · 48696244–48696744 · regulatory
ENSRX_5FG8WN · CTCF_binding_site · 48696692–48696713 · regulatory
ENSRX_BCMXB · enhancer · 48696745–48697636 · regulatory
· motif · 48696694–48696710 · motif
· motif · 48696783–48696793 · motif
· motif · 48696908–48696919 · motif
· motif · 48696908–48696919 · motif
· motif · 48696910–48696919 · motif
· motif · 48697169–48697178 · motif
· motif · 48697359–48697367 · motif
在巨噬細胞中,Mycobacterium bovis、M. smegmatis 與 M. tuberculosis 感染會快速誘導 SUV39H1 蛋白;相較之下,E. coli 或 Candida glabrata 感染未觀察到此誘導。
蛋白質結構域與序列
參考蛋白質長度:412 aa
SUV39H1 蛋白長 412 個胺基酸,具有 Chromo、Pre-SET、SET 與 Post-SET 結構域,並屬於組蛋白 lysine 甲基轉移酶家族的 Suvar3-9 次家族。其 N 端第 1–89 位區域參與與 SIRT1 的互作;第 255–377 位區域則被註記為介導與 MECOM 的互作。SET 結構域位於第 243–366 位。
蛋白質三維結構
細胞內定位
SUV39H1 與細胞核及著絲粒周邊組成型異染色質相關;其 Chromo domain 可辨識並結合組蛋白 H3 Lys-14 單泛素化標記,促使蛋白質被招募至著絲粒周邊異染色質。 感染 M. bovis 時,多數 SUV39H1 與細菌一同出現在吞噬溶酶體,部分也位於細胞膜;此吞噬體定位依賴細菌 HupB,刪除 HupB 後 SUV39H1 不再位於吞噬體。
深綠色圓點:來源記載的蛋白質定位;數量不表示含量。
未繪示構造:Chromosome;Chromosome, centromere。這些構造未在通用細胞圖中標點,仍保留來源定位名稱。
動物細胞結構示意;器官大小與數量不按比例。點選細胞構造可查看定位註解。
交互作用與訊號網絡
拖曳節點後放開可帶動位置變化;點選夥伴查看證據。位置與連線長度不代表結合強度,圖中未推定夥伴彼此之間的關係。
更多交互作用夥伴 · 已取得 56 個夥伴
- ATE1O95260 · UniProt INTERACTION · 2 experiments
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SUV39H1 與組蛋白 H3、H4 及多種蛋白質互作,包括 RB1、CBX1、CBX4、MYOD1、SMAD5、DNMT3B、RUNX1、RUNX3 與 GFI1B。它透過 SET domain 與 SBF1、MECOM 互作;與 MECOM 的互作可增強其轉錄抑制活性。SUV39H1 也與 HDAC1、HDAC2 互作,並屬於由 HDAC1、HDAC2、RBBP4、RBBP7 組成的核心組蛋白去乙醯化複合體。它是由 SIRT1、SUV39H1、RRP8 組成的 eNoSC 成員;大型 PER 複合體則至少包含 PER2、CBX3、TRIM28 與 SUV39H1 和/或 SUV39H2。另有研究指出,SUV39H1 與 LMNA 互作可提高其穩定性,並與 ZNF152 互作以啟動異染色質形成。感染相關情境下,SUV39H1 與 HTLV-1 Tax 蛋白互作,並抑制 Tax 對 HTLV-1 LTR 的轉錄活化。
疾病與遺傳關聯
Contextual Functional Evidence Matrix
矩陣以「功能主張」為列,以細胞情境、干預條件、量測結果與證據來源為欄,方便比較同一功能在不同條件下的支持情形。只有含情境與實驗資訊的紀錄會列入矩陣;一般功能註解另列於下方。
功能註解總覽 · 9 筆
| 功能面向 | 功能敘述 | 證據類型 | 可查核來源 |
|---|---|---|---|
| 功能 | SUV39H1 主要以組蛋白 H3 Lys-9 單甲基化為受質,催化形成 H3K9me3;體外也可弱度甲基化組蛋白 H1。H3K9me3 能招募 HP1,與轉錄抑制及異染色質建立相關,並參與著絲粒周邊 DNA 甲基化、複製後標記維持,以及多種分化、細胞週期、免疫球蛋白轉換、端粒和生理時鐘調控情境。葡萄糖缺乏時,eNoSC 中的 SUV39H1 參與 rDNA 沉默。 | 含實驗來源 | 證據與來源Histone methyltransferase that specifically mediates trimethylation of 'Lys-9' of histone H3 (H3K9me3) using monomethylated H3 'Lys-9' (H3K9me1) as substrate. Also weakly methylates histone H1 (in vitro). H3 'Lys-9' trimethylation represents a specific tag for epigenetic transcriptional repression by recruiting HP1 (CBX1, CBX3 and/or CBX5) proteins to methylated histones. Mainly functions in heterochromatin regions, thereby playing a central role in the establishment of constitutive heterochromatin at pericentric and telomere regions (By similarity). H3 'Lys-9' trimethylation is also required to direct DNA methylation at pericentric repeats. SUV39H1 is targeted to histone H3 via its interaction with RB1 and is involved in many processes, such as repression of MYOD1-stimulated differentiation, regulation of the control switch for exiting the cell cycle and entering differentiation, repression by the PML-RARA fusion protein, BMP-induced repression, repression of switch recombination to IgA and regulation of telomere length. Involved in the maintenance of H3K9me3 mark following DNA replication, when histone marks are diluted: HP1 recognizes the preexisting H3K9me3 mark and serves as a platform to recruit SUV39H1 to modify the adjacent newly incorporated histones. Component of the eNoSC (energy-dependent nucleolar silencing) complex, a complex that mediates silencing of rDNA in response to intracellular energy status and acts by recruiting histone-modifying enzymes. The eNoSC complex is able to sense the energy status of cell: upon glucose starvation, elevation of NAD(+)/NADP(+) ratio activates SIRT1, leading to histone H3 deacetylation followed by dimethylation of H3 at 'Lys-9' (H3K9me2) by SUV39H1 and the formation of silent chromatin in the rDNA locus. Recruited by the large PER complex to the E-box elements of the circadian target genes such as PER2 itself or PER1, contributes to the conversion of local chromatin to a heterochromatin-like repressive state through H3 'Lys-9' trimethylation (By similarity) PMID 10949293 ↗ · PMID 11242053 ↗ · PMID 11484059 ↗ · PMID 14765126 ↗ · PMID 16449642 ↗ · PMID 16818776 ↗ · PMID 16858404 ↗ · PMID 18004385 ↗ · PMID 18485871 ↗ · PMID 30111536 ↗ · PMID 40440427 ↗ · PMID 41094145 ↗ |
| 功能 | 在分枝桿菌感染情境中,SUV39H1 甲基化 M. tuberculosis HupB 的 Lys-140,並可能修飾 M. bovis HupB;此修飾與宿主內細菌生長受抑及 M. tuberculosis 生物膜形成受抑有關。SUV39H1 表現約為正常量 60% 的巨噬細胞,對 M. bovis 或 M. tuberculosis 感染稍微更易感;抑制劑 Chaetocin 則增加巨噬細胞在 M. tuberculosis 感染下的存活。 | 含實驗來源 | 證據與來源(Microbial infection) Plays a role in defense against mycobacterial infections. Methylates M.tuberculosis HupB on 'Lys-140', probably methylates HupB of M.bovis also. Methylation has an inhibitory effect on mycobacterial growth in the host. Macrophages expressing about 60% SUV39H1 are slightly more susceptible to M.bovis or M.tuberculosis infection. Chaetocin (an inhibitor of this enzyme) increases macrophage survival of M.tuberculosis. This protein inhibits biofilm formation by M.tuberculosis via 'Lys-140' trimethylation PMID 29170282 ↗ |
| 分子活性 | N(6)-methyl-L-lysyl(9)-[histone H3] + S-adenosyl-L-methionine = N(6),N(6)-dimethyl-L-lysyl(9)-[histone H3] + S-adenosyl-L-homocysteine + H(+) | 含實驗來源 | 證據與來源N(6)-methyl-L-lysyl(9)-[histone H3] + S-adenosyl-L-methionine = N(6),N(6)-dimethyl-L-lysyl(9)-[histone H3] + S-adenosyl-L-homocysteine + H(+) PMID 10949293 ↗ · PMID 18004385 ↗ |
| 分子活性 | N(6),N(6)-dimethyl-L-lysyl(9)-[histone H3] + S-adenosyl-L-methionine = N(6),N(6),N(6)-trimethyl-L-lysyl(9)-[histone H3] + S-adenosyl-L-homocysteine + H(+) | 含實驗來源 | 證據與來源N(6),N(6)-dimethyl-L-lysyl(9)-[histone H3] + S-adenosyl-L-methionine = N(6),N(6),N(6)-trimethyl-L-lysyl(9)-[histone H3] + S-adenosyl-L-homocysteine + H(+) PMID 10949293 ↗ · PMID 18004385 ↗ |
| 交互作用 | SUV39H1 與 H3、H4 及多種蛋白質互作,並可透過 SET domain 與 SBF1、MECOM 互作;後者的互作會增強 MECOM 的轉錄抑制活性。SUV39H1 與 HDAC1、HDAC2 互作並加入核心去乙醯化複合體,也分別是 eNoSC 與大型 PER 複合體的成員。它與 LMNA 的互作提高自身穩定性,與 ZNF152 的互作則啟動異染色質形成。 | 含實驗來源 | 證據與來源Interacts with H3 and H4 histones. Interacts with GFI1B, DNMT3B, CBX1, CBX4, CCAR2, MBD1, RUNX1, RUNX3, MYOD1, SMAD5 and RB1. Interacts with SBF1 through the SET domain. Interacts with HDAC1 and HDAC2 through the N-terminus and associates with the core histone deacetylase complex composed of HDAC1, HDAC2, RBBP4 and RBBP7. Component of the eNoSC complex, composed of SIRT1, SUV39H1 and RRP8. Interacts (via SET domain) with MECOM; enhances MECOM transcriptional repression activity. Interacts with LMNA; the interaction increases stability of SUV39H1. The large PER complex involved in the histone methylation is composed of at least PER2, CBX3, TRIM28, SUV39H1 and/or SUV39H2; CBX3 mediates the formation of the complex. Interacts with ZNF152; this interaction initiates heterochromatin formation (By similarity) PMID 10202156 ↗ · PMID 10848615 ↗ · PMID 11242053 ↗ · PMID 11484059 ↗ · PMID 12101246 ↗ · PMID 12711603 ↗ · PMID 12789259 ↗ · PMID 12917624 ↗ · PMID 15107829 ↗ · PMID 16103223 ↗ · PMID 16652147 ↗ · PMID 16688220 ↗ · PMID 16858404 ↗ · PMID 18485871 ↗ · PMID 19218236 ↗ · PMID 23695662 ↗ |
| 交互作用 | 在感染相關情境中,SUV39H1 與 HTLV-1 Tax 蛋白互作;此互作會抑制 Tax 對 HTLV-1 LTR 的轉錄活化。 | 含實驗來源 | 證據與來源(Microbial infection) Interacts with HTLV-1 Tax protein, leading to abrogate Tax transactivation of HTLV-1 LTR PMID 16409643 ↗ |
| 細胞定位 | SUV39H1 與著絲粒周邊組成型異染色質相關,並可透過 Chromo domain 被招募至著絲粒周邊異染色質;該結構域會特異辨識並結合組蛋白 H3 Lys-14 單泛素化標記(H3K14ub)。 | 含實驗來源 | 證據與來源Nucleus; Chromosome; Nucleus lamina; Nucleus, nucleoplasm; Chromosome, centromere; Associates with centromeric constitutive heterochromatin. Recruited to pericentromeric heterochromatin via its chromo domain, which specifically recognizes and binds histone H3 monoubiquitinated at 'Lys-14' (H3K14ub) PMID 10671371 ↗ · PMID 18004385 ↗ · PMID 29170282 ↗ · PMID 30111536 ↗ · PMID 18485871 ↗ · PMID 24728993 ↗ · PMID 41094145 ↗ · PMID 23695662 ↗ |
| 細胞定位 | M. bovis 感染時,多數 SUV39H1 與細菌一同位於吞噬溶酶體,另有部分位於細胞膜。此定位需要細菌 HupB;刪除 HupB 後,SUV39H1 不再出現在吞噬體。 | 含實驗來源 | 證據與來源Cytoplasmic vesicle, phagosome lumen; Cell membrane; (Microbial infection) Upon infection with M.bovis most protein is found associated with bacteria in phagolysosomes, while part is also found in the cell membrane; localization requires bacterial HupB, when it is deleted SUV39H1 is not phagosomal PMID 29170282 ↗ |
| 調控 | 巨噬細胞感染 Mycobacterium bovis、M. smegmatis 或 M. tuberculosis 後,SUV39H1 蛋白會快速增加;感染 E. coli 或 Candida glabrata 則未觀察到此蛋白量誘導。 | 含實驗來源 | 證據與來源(Microbial infection) Rapidly induced in macrophages upon infection by Mycobacterium bovis, M.smegmatis and M.tuberculosis but not E.coli or Candida glabrata (at protein level) PMID 29170282 ↗ |
核酸與蛋白質序列
GCTCTTCTCGCGAGGCCGGCTAGGCCCGAATGTCGTTAGC40CGTGGGGAAAGATGGCGGAAAATTTAAAAGGCTGCAGCGT80GTGTTGCAAGTCTTCTTGGAATCAGCTGCAGGACCTGTGC120CGCCTGGCCAAGCTCTCCTGCCCTGCCCTCGGTATCTCTA160AGAGGAACCTCTATGACTTTGAAGTCGAGTACCTGTGCGA200TTACAAGAAGATCCGCGAACAGGAATATTACCTGGTGAAA240TGGCGTGGATATCCAGACTCAGAGAGCACCTGGGAGCCAC280GGCAGAATCTCAAGTGTGTGCGTATCCTCAAGCAGTTCCA320CAAGGACTTAGAAAGGGAGCTGCTCCGGCGGCACCACCGG360TCAAAGACCCCCCGGCACCTGGACCCAAGCTTGGCCAACT400ACCTGGTGCAGAAGGCCAAGCAGAGGCGGGCGCTCCGTCG440CTGGGAGCAGGAGCTCAATGCCAAGCGCAGCCATCTGGGA480CGCATCACTGTAGAGAATGAGGTGGACCTGGACGGCCCTC520CGCGGGCCTTCGTGTACATCAATGAGTACCGTGTTGGTGA560GGGCATCACCCTCAACCAGGTGGCTGTGGGCTGCGAGTGC600CAGGACTGTCTGTGGGCACCCACTGGAGGCTGCTGCCCGG640GGGCGTCACTGCACAAGTTTGCCTACAATGACCAGGGCCA680GGTGCGGCTTCGAGCCGGGCTGCCCATCTACGAGTGCAAC720TCCCGCTGCCGCTGCGGCTATGACTGCCCAAATCGTGTGG760TACAGAAGGGTATCCGATATGACCTCTGCATCTTCCGCAC800GGATGATGGGCGTGGCTGGGGCGTCCGCACCCTGGAGAAG840ATTCGCAAGAACAGCTTCGTCATGGAGTACGTGGGAGAGA880TCATTACCTCAGAGGAGGCAGAGCGGCGGGGCCAGATCTA920CGACCGTCAGGGCGCCACCTACCTCTTTGACCTGGACTAC960cDNA 使用 DNA 字母 T;mRNA 模式改以 U 顯示。轉錄本保留已註解的非編碼區,未另外加入 poly(A) 尾;非編碼 RNA 的參考轉錄本也可能仍需後續加工。數字為所選序列的 1-based 位置。長序列以黃色捲軸瀏覽,可複製或下載完整轉錄本與蛋白質;基因組 DNA 隨捲動取得所需範圍。