SET

SET结构域

绝大多数赖氨酸甲基转移酶KMT的催化基序由相对保守的约130aa组成。SET 结构域由最早发现表达这个结构域的3个果蝇的调节因子基因而命名，即Su(var)3-9, Enhancer of zeste(E(z))和trithorax(trx)。SET结构域能从S-腺苷甲硫氨酸(SAM) 转移1-3个甲基基团到目标赖氨酸ε-氨基基团上，分别使赖氨酸发生单甲基化、二甲基化、三甲基化。Ezh2也同样含有SET结构域。

SET8(PR-SET7、SETD8、KMT5a)

SET8于2002 年由 Nishioka 等在人类子宫颈癌传代细胞 HeLa 中发现并克隆，是现今发现唯一能够特异性单甲基化H4K20 的赖氨酸甲基转移酶, 仅存在于多细胞生物体中, 从蠕虫到人类细胞具有高度同源性。人类 PR-SET7 基因经过可变剪切可表达出两个蛋白 PR-SET7a 和 PR-SET7b。在人体内, PR-SET7主要以 b 型存在, 并以同型二聚体的形式发挥作用。PR-SET7 蛋白质序列从C端至 N 端依次包含高度保守的 SET 结构域、PIP 结构域、细胞周期蛋白激酶(Cdk)磷酸化共有序列, 在空间结构上形成 C-侧翼、SET-I、核心 SET 结构域和 N-侧翼。

N-侧翼(粉红色)、核心 SET 构域(浅蓝色)、SET-I(深蓝色)、C-侧翼 (棕色)

PR-SET7的转甲基化机制模型

PR-SET7的单甲基化活性是由其SET 结构域中保守的酪氨酸残基Tyr334和Tyr245决定的。作为亲水氨基酸, Tyr334和 Tyr245 可与 PR-SET7 的单甲基化赖氨酸产物形成氢键, 从而阻止该产物再次被甲基化。

PR-SET7 的 PIP 结构域可与 PCNA（(Proliferating cell nuclear antigen，复制因子增殖细胞核抗原，PCNA 存在于细胞核内，为 DNA 聚合酶 δ 的辅助蛋白）结合, 进而诱导CRL4Cdt2 (Cullin4 E3 泛素连接酶复合物)将 PR-SET7泛素化并降解。而D-box可被 APC/CCdh1 泛素 E3 复合物识别，泛素化降解。细胞周期蛋白激酶磷酸化共有序列中的Cdk 序列可被 M 期特异性的Cdk1/cyclin B1 complex识别, 进而使 PR-SET7 的丝氨酸残基S29发生磷酸化，S29磷酸化可抑制 APC/CCdh1介导的泛素化降解从而稳定PR-SET7。S期时PR-SET7 的S29被Cdc14磷酸酶去磷酸化, 从而活化了APC/CCdh1介导的泛素化降解。

1.H4K20me1 修饰可以促进细胞间期中染色体的固缩、招募特异的调节蛋白诱导染色质固缩或间接参与基因转录抑制、DNA修复。在H4K20me1的基础上，H4K20还可分别由SUV4-20h1和SUV4-20h2催化发生双甲基化(H4K20me2) 和三基化 (H4K20me3)。H4K20me3存在于异染色质中，是转录抑制的标志；而H4K20me2是细胞间期H4K20甲基化的主要形式,存在于常染色质中, 指导 DNA 损伤修复。

2.PR-SET7存在于有丝细胞的染色体中, 其表达水平与细胞周期相关（图1）。 3.PR-SET7可特异性单甲基化p5（3p53K382me1）。p53K382me1修饰后，p53靶基因表达下调或p53与靶基因结合减少，影响p53靶基因的活化，抑制p53的活性。 4. PR-SET7对H4K20单甲基化作用还能够活化Wnt通路、刺激ER靶基因的转录、与Twist

共同上皮间质转化，参与PPAR介导的脂肪生成等。

SET7/SET9

SET7/9 is a member of the SET domain-containing family, and can specifically methylate Lys4 on histone H3(H3K4).Like most other lysine-directed histone methyltransferases, it contains a conserved catalytic SET domain. SET7/SET9 is highly active on free histone H3, but only very weakly methylates H3 within nucleosomes.

目前认为SET7/9以催化非组蛋白单甲基化作用更为多见（SET7/9作用图2）

p21基因是ClP家族中的一员，它是位于p53基因下游的细胞周期素依赖性激酶抑制因子(能抑制周期素依赖激酶CDK2/4复合物活性)，直接抑制DNA复制或抑制G1→S。p21可以和p53共同构成细胞周期G1检查站，因DNA损伤后不经过修复则无法通过，减少了受损DNA的复制和积累，从而发挥抑癌作用。

此外，经SET7/9催化甲基化的p53可与乙酰基转移酶Tip60结合而被乙酰化，说明p53甲基化与乙酰化作用之间相关联。Sirtuin1(SIRT1)是一种哺乳动物辅酶Ⅰ (NAD+)-依赖性组蛋白去乙酰酶 (coenzyme Ⅰ (NAD+)-dependent histone

deacetylase, HDAC)，能够与p53相互作用，使p53去乙酰化，在p53介导的应激反应中起关键作用。而SET7/9可以强烈抑制SIRT1介导的p53去乙酰化作用，使DNA损伤时的乙酰化p53水平增加， p53转录活性增强。