作者： Qingfei Zheng et al.
发表日期：2020年6月
发表期刊：Nature Communications

研究背景

精氨酸脱氨酶 4（PAD4）能够促进核心组蛋白 H3 和 H4 的翻译后瓜氨酸化。虽然这种修饰的表观遗传学功能尚未明确，但它已被证明与染色质的总体分解有关，并与精氨酸甲基化竞争。近期，研究者发现组蛋白在代谢应激条件下，亲核侧链，尤其是精氨酸，会受到甲基乙二醛（MGO）诱导的糖化。这些非酶性加合物通过与酶修饰竞争，改变了染色质结构和表观遗传景观，并改变了纤维的整体生物物理特性。此篇文章中，研究者报告了 PAD4 通过保护反应性精氨酸位点以及将已经糖化的精氨酸残基转化为瓜氨酸来拮抗组蛋白 MGO-糖化。此外，研究者还发现，与脱糖酶 DJ-1 类似，PAD4 在乳腺癌肿瘤中也会过量表达，组蛋白瓜氨酸化也会上调，这表明 PAD4 的致癌特性与另一种机理有关。

实验方法

GST 标记的 PAD4 蛋白在E.coli Rosetta (DE3)中表达，在16℃条件下IPTG 诱导过夜。超声裂解细菌颗粒，裂解液经 12,000 r.p.m. 离心 30 分钟。将裂解液样品上样至 GSTrap HP 柱中（Cytiva），在 ÄKTA FPLC（Cytiva）上用L-谷胱甘肽（还原型）梯度洗脱。在过夜透析过程中，用Precission Protease 酶剪切GST 标签，裂解的蛋白通过反向 GSTrap HP 柱去除剪切掉的标签杂质，再用分子筛进行精纯。纯化的重组蛋白经 SDS-PAGE 分析，并使用搅拌式超滤杯进行浓缩。在 NanoDrop 2000c上用 280 nm 波长测定每种蛋白质的浓度。

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Reference
Zheng, Q., Osunsade, A. & David, Y. Protein arginine deiminase 4 antagonizes methylglyoxal-induced histone glycation. Nat Commun 11, 3241 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-17066-y