Nuclear DNA in eukaryotic cells is organized within a hierarchical chromatin structure that restricts access to regulatory enzymes. Especially, the protruding histone tails are susceptible to posttranslational modifications. Above all, histone H3 lysine 4 (H3K4) methylation is one of the prominent histone modification marks that correlates strongly with active transcription. Mammalian cells have at least six histone H3K4 methyltransferases, thus implicating their possible redundant and unique roles. For biochemical characterization of the human complexes, I reconstituted and purified three full-length and six core complexes following to be subjected in an in vitro histone methyltransferase assay, all complexes exhibit differential H3K4 methyltransferase activity toward free histone H3, indicating all have intrinsic activity. I also found that both SET1A/B complex has the strongest histone H2B ubiquitylation dependent H3K4 methyltransferase activity. These data suggest that human H3K4 complexes have distinctive mechanism of action during H3K4 methylation. More detailed biochemical analyses will help us to understand functions and molecular mechanisms of H3K4 methylation in human.
핵 내 DNA는 진핵 세포 내에서 조절 인자들의 접근이 어려운 형태의 크로마틴 구조로 구성되어 있는데, 이 구조 내에서 히스톤의 돌출된 말단 부분이 번역 후 변형에 용이하다. 히스톤 H3 네 번째 라이신 (H3K4) 메틸화는 가장 잘 알려진 히스톤 변형 중 하나이며, 전사 과정이 활발히 일어나는 유전자에 많이 존재한다고 밝혀져 있고, 포유 동물 세포 내에 적어도 여섯 개 이상의 히스톤 H3K4 메틸화 효소 복합체들이 규명되었다. 인간 H3K4 메틸화 효소 복합체들의 생화학적인 기능을 규명하기 위하여 세 개의 전체 또는 여섯 개의 핵심 복합체들을 정제한 후, in vitro 히스톤 메틸화 실험을 수행하였다. 그 결과, 여섯 개의 핵심 복합체들은 히스톤 H3에 대하여 서로 다른 효소 활성을 가지고 있으며, 특히 SET1A 와 SET1B 복합체는 가장 강한 H2B 유비퀴틴화 의존적 H3K4 효소 활성을 나타냄을 관찰하였다. 이러한 결과들은 복합체들이 각기 다른 메커니즘에 의해 히스톤 변형을 조절한다고 할 수 있으며, 인간 세포 내에서 일어나는 H3K4 메틸화 현상 조절 기작에 대하여 이해할 수 있는 토대를 제공할 것이다.