294 遗传Hereditas(Beijing)2016 第38卷 相似，TERC的量与端粒酶活性也有平行关系。TERC 依赖于TERT,这表明TERC和TERT装配成复合体 的转录会被Sp1和HIF-I激活而被Sp3抑制，这在 后它们才被运输到端粒末端。还有一种理论，认为 MAPK的信号级联通路与TERC启动子的沉默中都 TERT间接影响TERC的运输，或者是这两个组分短 能找到依据26。而且，TERT和TERC的转录似乎 暂的相互作用影响了TERC的定位3O1。 会受到表观遗传控制，如H3和H4乙酰化水平降低 脊椎动物TERC的3'末端含有两个被BoxH和 会抑制TERC的表达2I。TERC中至少有6个位点 Box ACA模体所分开的茎环结构，即H/ACA结构 会受到假尿苷化修饰，有趣的是，这些位点中的两 域I3,在TERC的H/ACA结构域中，H motif和ACA 个都位于一个对端粒酶催化活性非常重要的高度保 motif分别结合-一个由dyskerin、NOPI0、NHP2和 守结构域。利用假尿苷化TERC所做的端粒酶体外 GAR1蛋白所形成的复合体，此复合体对于RNA的 重构实验表明在假尿苷化后端粒酶的活性和持续合 成熟、3'端加工以及RNP发生具有重要作用2。 成端粒能力都发生改变，这进一步说明在体内， Dyskerin是古细菌H/ACA RNA假尿苷合酶的哺乳 TERC的修饰可能会调控端粒酶活性，但是这还需 动物同源物，它有3个结构域：RNA修饰相关的催 要确切的证据来证明2。 化性TuB结构域、假尿苷合酶结构域与PUA(古嘌 苷糖基转移酶)结构域，Dyskerin及其相关蛋白对核 2端粒酶装配与运输的调控 糖体和端粒酶的发生至关重要3)，但是其突变体似 2.1端粒酶复合体的装配 乎对人细胞核糖体成熟没有显著的负调控作用34。 Dyskerin蛋白被DKCI基因编码，并且已经发现了 在具有端粒酶活性的细胞内，端粒酶装配首先 许多相关的单一突变，其中一些突变在NOLA2(编码 要保证TERC的稳定性，其次是端粒酶复合体各组 NHP2蛋白)和NOLA3(编码NOP10蛋白)中已经被报 分间存在直接或间接的相互作用，并且端粒酶各组 道，这些突变体在体外对端粒酶功能影响不大，而 分在装配成活性复合体的过程中需要消耗能量28。 在体内则会降低活性端粒酶的数量，继而导致严重 但是在体外，不需要其他任何蛋白，仅仅需要TERT 的疾病，如X-射线相关的退行性先天角化不良（①C), 和TERC这两个组分的结合就可以发挥端粒酶活性。 而NOLA2和NOLA3上的突变常导致染色体DCB3,3, 细胞内的端粒酶复合体要行使功能是需要多个蛋白 令人惊讶的是，在NOLAI(编码GAR1蛋白，参与了 的协助的。研究发现TERT运输到细胞核的过程是 端粒酶介导的紊乱)里却未发现有突变的报道。 受到调控的，同样，在细胞周期进行过程中，端粒 GARl,即富含甘氨酸-精氨酸结构域(Glycine and 酶复合体的装配也可能受到了调节，端粒酶可能在 arginine rich)的蛋白，侧面与高度保守的核心结构域 细胞周期的S期进行装配，而在M期去装配2。因 相连接，GAR1不会直接结合RNA,相反却直接结 此，为了让端粒酶远离其底物（端粒），就要使端粒酶 合dyskerin,GARl对体内H/ACA snoRNP的稳定性 的重要亚基(TERT和TERC)与其它蛋白不能发生相 或者体外snoRNP的装配并不必要。NOPI0是一个 互作用，换而言之就是将其重要亚基隔离在不同的 小的碱性蛋白，其N-末端具有一个保守的锌指结构， 位点，例如，在S期就可能有两个端粒酶的装配位点 与GAR1一样，它也不会直接结合RNA,却直接结 一端粒末端或者是CBs。研究表明，存在于CBs里 合dyskerin。.NHP2是另一类小的碱性蛋白，它可以 的一种snoRNP装配因子一运动神经元(SMN)复合 结合RNAB,TERC的CBs定位依赖于结合了TERC 体参与了端粒酶的发生，并且一种小核仁核糖核酸 CAB(Cajal body box)结构域的TCAB1蛋白6，结合 蛋白(SnoRNP)GARI的装配和修饰受到了SMN的 H/ACA snoRNA的dyskerin既可以定位到核仁也可 调控，而GAR1是一个与SMN复合体发生相互作用 以定位到CBs,而结合scaRNA的TCABI则会特异 的蛋白，与TERC也具有相互作用，然而，要精确 性的定位到CBs,故TCABI负责TERC到CBs的定 定位端粒酶装配发生的场所还需要进一步研究。最 位，并且敲除TCAB1后使TERC不能定位到核仁B6, 近的研究表明，TERC在CBs中和端粒附近的定位 ?1994-2016 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net294 遗传 Hereditas (Beijing) 2016 第 38 卷 相似，TERC 的量与端粒酶活性也有平行关系。TERC 的转录会被 Sp1 和 HIF-1 激活而被 Sp3 抑制，这在 MAPK 的信号级联通路与 TERC 启动子的沉默中都 能找到依据[26]。而且，TERT 和 TERC 的转录似乎 会受到表观遗传控制，如 H3 和 H4 乙酰化水平降低 会抑制 TERC 的表达[21]。TERC 中至少有 6 个位点 会受到假尿苷化修饰，有趣的是，这些位点中的两 个都位于一个对端粒酶催化活性非常重要的高度保 守结构域。利用假尿苷化 TERC 所做的端粒酶体外 重构实验表明在假尿苷化后端粒酶的活性和持续合 成端粒能力都发生改变，这进一步说明在体内， TERC 的修饰可能会调控端粒酶活性，但是这还需 要确切的证据来证明[27]。 2 端粒酶装配与运输的调控 2.1 端粒酶复合体的装配 在具有端粒酶活性的细胞内，端粒酶装配首先 要保证 TERC 的稳定性，其次是端粒酶复合体各组 分间存在直接或间接的相互作用，并且端粒酶各组 分在装配成活性复合体的过程中需要消耗能量[28]。 但是在体外，不需要其他任何蛋白，仅仅需要 TERT 和 TERC 这两个组分的结合就可以发挥端粒酶活性。 细胞内的端粒酶复合体要行使功能是需要多个蛋白 的协助的。研究发现 TERT 运输到细胞核的过程是 受到调控的，同样，在细胞周期进行过程中，端粒 酶复合体的装配也可能受到了调节，端粒酶可能在 细胞周期的 S 期进行装配，而在 M 期去装配[29]。因 此，为了让端粒酶远离其底物(端粒)，就要使端粒酶 的重要亚基(TERT 和 TERC)与其它蛋白不能发生相 互作用，换而言之就是将其重要亚基隔离在不同的 位点，例如，在 S 期就可能有两个端粒酶的装配位点 —端粒末端或者是 CBs。研究表明，存在于 CBs 里 的一种 snoRNP 装配因子—运动神经元(SMN)复合 体参与了端粒酶的发生，并且一种小核仁核糖核酸 蛋白(SnoRNP)GAR1 的装配和修饰受到了 SMN 的 调控，而 GAR1 是一个与 SMN 复合体发生相互作用 的蛋白，与 TERC 也具有相互作用，然而，要精确 定位端粒酶装配发生的场所还需要进一步研究。最 近的研究表明，TERC 在 CBs 中和端粒附近的定位 依赖于 TERT，这表明 TERC 和 TERT 装配成复合体 后它们才被运输到端粒末端。还有一种理论，认为 TERT 间接影响 TERC 的运输，或者是这两个组分短 暂的相互作用影响了 TERC 的定位[30]。 脊椎动物 TERC 的 3′末端含有两个被 Box H 和 Box ACA 模体所分开的茎环结构，即 H/ACA 结构 域[31]。在 TERC 的 H/ACA 结构域中，H motif 和 ACA motif 分别结合一个由 dyskerin、NOP10、NHP2 和 GAR1 蛋白所形成的复合体，此复合体对于 RNA 的 成熟、3′端加工以及 RNP 发生具有重要作用[32]。 Dyskerin 是古细菌 H/ACA RNA 假尿苷合酶的哺乳 动物同源物，它有 3 个结构域：RNA 修饰相关的催 化性 TruB 结构域、假尿苷合酶结构域与 PUA(古嘌 苷糖基转移酶)结构域，Dyskerin 及其相关蛋白对核 糖体和端粒酶的发生至关重要[33]，但是其突变体似 乎对人细胞核糖体成熟没有显著的负调控作用[34]。 Dyskerin 蛋白被 DKC1 基因编码，并且已经发现了 许多相关的单一突变，其中一些突变在 NOLA2(编码 NHP2 蛋白)和 NOLA3(编码 NOP10 蛋白)中已经被报 道，这些突变体在体外对端粒酶功能影响不大，而 在体内则会降低活性端粒酶的数量，继而导致严重 的疾病，如 X-射线相关的退行性先天角化不良(DC)， 而 NOLA2和 NOLA3上的突变常导致染色体 DC[33, 34]， 令人惊讶的是，在 NOLA1(编码 GAR1 蛋白，参与了 端粒酶介导的紊乱)里却未发现有突变的报道。 GAR1，即富含甘氨酸-精氨酸结构域(Glycine and arginine rich)的蛋白，侧面与高度保守的核心结构域 相连接，GAR1 不会直接结合 RNA，相反却直接结 合 dyskerin，GAR1 对体内 H/ACA snoRNP 的稳定性 或者体外 snoRNP 的装配并不必要。NOP10 是一个 小的碱性蛋白，其 N-末端具有一个保守的锌指结构， 与 GAR1 一样，它也不会直接结合 RNA，却直接结 合 dyskerin。NHP2 是另一类小的碱性蛋白，它可以 结合 RNA[35]。TERC 的 CBs 定位依赖于结合了 TERC CAB(Cajal body box)结构域的 TCAB1 蛋白[36]，结合 H/ACA snoRNA 的 dyskerin 既可以定位到核仁也可 以定位到 CBs，而结合 scaRNA 的 TCAB1 则会特异 性的定位到 CBs，故 TCAB1 负责 TERC 到 CBs 的定 位，并且敲除 TCAB1 后使 TERC 不能定位到核仁[36]