Histon H2AX
Das Histon H2AX ist ein Protein aus der Gruppe der Histone, das im Zellkern aller Eukaryoten vorkommt. Es stabilisiert die Erbinformation (DNA) und bildet zusammen mit den DNA-Molekülen Nukleosome und mit weiteren Proteinen Chromatin-Komplexe. Zusätzlich hat H2AX mehrere Aufgaben bei der DNA-Reparatur, der Instandhaltung der Chromosomen und im Zellzyklus. H2AX hat auch medizinische Bedeutung als Laborwert für DNA-Schäden.[2]
| Histon H2AX | ||
|---|---|---|
| Eigenschaften des menschlichen Proteins | ||
| Masse/Länge Primärstruktur | 142 Aminosäuren | |
| Sekundär- bis Quartärstruktur | H2A-H2B-Heterodimer | |
| Bezeichner | ||
| Gen-Name | H2AFX | |
| Externe IDs | ||
| Vorkommen | ||
| Homologie-Familie | Hovergen | |
| Übergeordnetes Taxon | Eukaryoten[1] | |
Lokalisierung
BearbeitenEs handelt sich um eine Variante des Histon H2A und sie ist somit essentieller Bestandteil des Chromatin. In eukaryotischen Zellen ist die DNA um ein Histon-Oktamer gewunden, das aus den Histonen H2A, H2B, H3 und H4 besteht. In rund 20 % aller Histon-Oktameren ist H2A durch H2AX ersetzt.
Funktion
BearbeitenDNA-Reparatur
BearbeitenAls Reaktion auf beispielsweise einen DNA-Doppelstrangbruch wird H2AX an Serin 139 phosphoryliert, man bezeichnet die phosphorylierte Form von H2AX als Gamma-H2AX (abgekürzt gH2AX oder yH2AX). Verantwortlich für die Phosphorylierung sind Kinasen aus der Familie der PI3 Kinasen (ATM, ATR und DNA-PKcs). gH2AX wird in einem Bereich von ca. 1-2 Mega-Basenpaaren um den Doppelstrangbruch herum gebildet und ist somit nach Immunfluoreszenzfärbung als Focus im Mikroskop sichtbar. Die Bildung von gH2AX ereignet sich auch ohne Einwirkung von exogenen Noxen wie beispielsweise ionisierende Strahlung während der V(D)J-Rekombination oder während der Replikation der DNA wenn Replikationsgabeln kollabieren. Gamma-H2AX hat sich als sensitiver Nachweis für DNA-Doppelstrangbrüche in der Wissenschaft etabliert, vor allem in der Strahlenbiologie. Die biologische Funktion von gH2AX ist zurzeit noch nicht völlig geklärt. Untersuchungen mit Zellen, denen H2AX fehlt, zeigten, dass die Reparatur von strahleninduzierten DNA-Doppelstrangbrüchen nur eingeschränkt möglich ist.
Interaktionen mit anderen Proteinen
BearbeitenH2AX interagiert unter anderem mit MDC1, Nibrin, TP53BP1, BRCA1 und BARD1.
Literatur
Bearbeiten- Redon C, Pilch D, Rogakou E, et al.: Histone H2A variants H2AX and H2AZ. In: Curr. Opin. Genet. Dev. 12. Jahrgang, Nr. 2, 2002, S. 162–9, doi:10.1016/S0959-437X(02)00282-4, PMID 11893489.
- Fernandez-Capetillo O, Lee A, Nussenzweig M, Nussenzweig A: H2AX: the histone guardian of the genome. In: DNA Repair (Amst.). 3. Jahrgang, Nr. 8–9, 2004, S. 959–67, doi:10.1016/j.dnarep.2004.03.024, PMID 15279782.
- Mannironi C, Bonner WM, Hatch CL: H2A.X. a histone isoprotein with a conserved C-terminal sequence, is encoded by a novel mRNA with both DNA replication type and polyA 3' processing signals. In: Nucleic Acids Res. 17. Jahrgang, Nr. 22, 1990, S. 9113–26, doi:10.1093/nar/17.22.9113, PMID 2587254, PMC 335118 (freier Volltext).
- Banerjee S, Smallwood A, Hultén M: ATP-dependent reorganization of human sperm nuclear chromatin. In: J. Cell. Sci. 108 (Pt 2). Jahrgang, 1995, S. 755–65, PMID 7769017.
- Ivanova VS, Hatch CL, Bonner WM: Characterization of the human histone H2A.X gene. Comparison of its promoter with other H2A gene promoters. In: J. Biol. Chem. 269. Jahrgang, Nr. 39, 1994, S. 24189–94, PMID 7929075.
- Ivanova VS, Zimonjic D, Popescu N, Bonner WM: Chromosomal localization of the human histone H2A.X gene to 11q23.2-q23.3 by fluorescence in situ hybridization. In: Hum. Genet. 94. Jahrgang, Nr. 3, 1994, S. 303–6, doi:10.1007/BF00208289, PMID 8076949.
- Rogakou EP, Pilch DR, Orr AH, et al.: DNA double-stranded breaks induce histone H2AX phosphorylation on serine 139. In: J. Biol. Chem. 273. Jahrgang, Nr. 10, 1998, S. 5858–68, doi:10.1074/jbc.273.10.5858, PMID 9488723.
- El Kharroubi A, Piras G, Zensen R, Martin MA: Transcriptional activation of the integrated chromatin-associated human immunodeficiency virus type 1 promoter. In: Mol. Cell. Biol. 18. Jahrgang, Nr. 5, 1998, S. 2535–44, PMID 9566873, PMC 110633 (freier Volltext).
- Rogakou EP, Boon C, Redon C, Bonner WM: Megabase chromatin domains involved in DNA double-strand breaks in vivo. In: J. Cell Biol. 146. Jahrgang, Nr. 5, 1999, S. 905–16, doi:10.1083/jcb.146.5.905, PMID 10477747, PMC 2169482 (freier Volltext).
- Rogakou EP, Nieves-Neira W, Boon C, et al.: Initiation of DNA fragmentation during apoptosis induces phosphorylation of H2AX histone at serine 139. In: J. Biol. Chem. 275. Jahrgang, Nr. 13, 2000, S. 9390–5, doi:10.1074/jbc.275.13.9390, PMID 10734083.
- Paull TT, Rogakou EP, Yamazaki V, et al.: A critical role for histone H2AX in recruitment of repair factors to nuclear foci after DNA damage. In: Curr. Biol. 10. Jahrgang, Nr. 15, 2001, S. 886–95, doi:10.1016/S0960-9822(00)00610-2, PMID 10959836.
- Deng L, de la Fuente C, Fu P, et al.: Acetylation of HIV-1 Tat by CBP/P300 increases transcription of integrated HIV-1 genome and enhances binding to core histones. In: Virology. 277. Jahrgang, Nr. 2, 2001, S. 278–95, doi:10.1006/viro.2000.0593, PMID 11080476.
- Chen HT, Bhandoola A, Difilippantonio MJ, et al.: Response to RAG-mediated VDJ cleavage by NBS1 and gamma-H2AX. In: Science. 290. Jahrgang, Nr. 5498, 2000, S. 1962–5, doi:10.1126/science.290.5498.1962, PMID 11110662.
- Chadwick BP, Willard HF: Histone H2A variants and the inactive X chromosome: identification of a second macroH2A variant. In: Hum. Mol. Genet. 10. Jahrgang, Nr. 10, 2001, S. 1101–13, doi:10.1093/hmg/10.10.1101, PMID 11331621.
- Burma S, Chen BP, Murphy M, et al.: ATM phosphorylates histone H2AX in response to DNA double-strand breaks. In: J. Biol. Chem. 276. Jahrgang, Nr. 45, 2001, S. 42462–7, doi:10.1074/jbc.C100466200, PMID 11571274.
- Ward IM, Chen J: Histone H2AX is phosphorylated in an ATR-dependent manner in response to replicational stress. In: J. Biol. Chem. 276. Jahrgang, Nr. 51, 2002, S. 47759–62, PMID 11673449.
- Deng L, Wang D, de la Fuente C, et al.: Enhancement of the p300 HAT activity by HIV-1 Tat on chromatin DNA. In: Virology. 289. Jahrgang, Nr. 2, 2001, S. 312–26, doi:10.1006/viro.2001.1129, PMID 11689053.
- Chen A, Kleiman FE, Manley JL, et al.: Autoubiquitination of the BRCA1*BARD1 RING ubiquitin ligase. In: J. Biol. Chem. 277. Jahrgang, Nr. 24, 2002, S. 22085–92, doi:10.1074/jbc.M201252200, PMID 11927591.
- Zhu H, Hunter TC, Pan S, et al.: Residue-specific mass signatures for the efficient detection of protein modifications by mass spectrometry. In: Anal. Chem. 74. Jahrgang, Nr. 7, 2003, S. 1687–94, doi:10.1021/ac010853p, PMID 12033261.