hydroxymethylation是什麼意思，hydroxymethylation的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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專業解析

羟甲基化（Hydroxymethylation） 是指在一個分子（特别是生物大分子如DNA或蛋白質）的特定原子上添加一個羟甲基基團（-CH₂OH）的化學修飾過程。這種修飾在生物學中具有重要的調控功能，尤其是在表觀遺傳學領域。

1. 化學本質與發生位點：

   • 在DNA中，羟甲基化特指發生在胞嘧啶堿基（C）第五位碳原子（C5）上的修飾。具體來說，它是胞嘧啶（C）被修飾為5-羟甲基胞嘧啶（5-hydroxymethylcytosine, 簡稱5hmC）的過程。這是通過酶（主要是TET家族蛋白）催化，将DNA上已有的甲基胞嘧啶（5mC）進行氧化而實現的（5mC → 5hmC）。
   • 在蛋白質中（尤其是組蛋白），羟甲基化可以發生在特定氨基酸殘基的側鍊上，例如賴氨酸（Lys）殘基。組蛋白賴氨酸羟甲基化（如H3K4me3的羟甲基化産物H3K4hm）也是一種重要的表觀遺傳标記，盡管其研究相對DNA羟甲基化較新。

2. 生物學功能（以DNA羟甲基化為例）：

   • 表觀遺傳調控的關鍵環節：5hmC不僅僅是DNA甲基化（5mC）的一種氧化産物，它本身也被認為是一種穩定的表觀遺傳标記，具有獨特的生物學功能，與單純的5mC不同。
   • 去甲基化的中間步驟：5hmC是活性DNA去甲基化過程中的一個關鍵中間體。TET酶可以進一步将5hmC氧化為5-甲酰胞嘧啶（5fC）和5-羧基胞嘧啶（5caC），這些修飾最終可以被胸腺嘧啶DNA糖基化酶（TDG）等識别并切除，通過堿基切除修複途徑替換為未修飾的胞嘧啶，從而實現DNA去甲基化。
   • 基因表達的調控：5hmC在基因組中的分布具有組織特異性和發育階段特異性。它富集在基因的啟動子、增強子以及基因體内，通常與基因的活化轉錄狀态正相關。高水平的5hmC常出現在活躍表達的基因區域以及胚胎幹細胞中。
   • 維持基因組穩定性：5hmC可能參與抑制轉座子元件活性等過程，有助于維持基因組的完整性。
   • 發育與分化：5hmC的水平在胚胎發育和細胞分化過程中動态變化，對正常的胚胎發育和細胞命運決定至關重要。

3. 檢測與意義：

   • 檢測5hmC的水平（例如通過特異性抗體、化學标記或測序技術）對于理解基因調控、細胞狀态以及疾病發生機制具有重要意義。
   • 疾病關聯：研究發現，5hmC在多種疾病中發生異常，尤其是癌症。在許多腫瘤組織中，整體的5hmC水平顯著降低，這種降低被認為與腫瘤的發生、發展、侵襲和轉移密切相關。因此，5hmC也被視為潛在的癌症診斷生物标志物和治療靶點。

4. 蛋白質羟甲基化：

   • 組蛋白賴氨酸羟甲基化（如H3K4hm, H3K27hm）是近年來發現的新型組蛋白修飾。其功能仍在深入研究中，但初步證據表明它可能也是一種調控基因轉錄的活性标記，參與胚胎發育等過程。負責催化組蛋白羟甲基化的酶主要是TET蛋白家族成員（與催化DNA羟甲基化相同）。

羟甲基化是一種重要的生物分子翻譯後修飾，尤其在DNA上形成5hmC。它不僅是活性DNA去甲基化的中間步驟，其本身也是一個關鍵的動态表觀遺傳标記，在基因表達調控、胚胎發育、細胞分化以及疾病（如癌症）的發生發展中扮演着核心角色。組蛋白羟甲基化則是表觀遺傳調控網絡中一個新興的研究領域。

網絡擴展資料

hydroxymethylation（羟甲基化作用）是指有機化合物中的氫原子被羟甲基（-CH₂OH）取代的化學反應。以下是詳細解釋：

1. 反應定義與别名
   該反應又稱Tollens縮合反應，指甲醛與含有α-氫的醛、酮在堿性條件下縮合，生成含羟甲基的β-不飽和醛或酮。由于甲醛不含α-氫，無法自身縮合，需通過催化與其他化合物反應。

2. 反應條件
   常用催化劑包括氫氧化鈣、碳酸鉀、碳酸氫鈉或三烷基胺等堿性物質。

3. 化學意義
   羟甲基化在有機合成中用于引入羟甲基基團，擴展分子結構。例如，含α-氫的醛（如乙醛）與甲醛反應後，α-碳上會連接羟甲基，形成β-羟基醛類化合物。

4. 相關術語區分

   • 甲基化（methylation）：引入甲基（-CH₃）的過程，與羟甲基化不同。
   • *********化（hydroxyethylation）：引入*********（-CH₂CH₂OH），屬于類似反應但基團結構更大。

如需進一步了解反應機理或具體應用，可參考化學合成類文獻或專業教材。

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