开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
一、实验背景
1、组蛋白甲基转移酶
组蛋白甲基化在许多生物学过程中起到了关键作用,是表观遗传调控领域的主要研究内容。介导组蛋白甲基化的相关蛋白酶基因突变而导致的组蛋白甲基化异常是多种遗传疾病或癌症发生发展的重要原因。 其中组蛋白H3第4位赖氨酸的甲基转移酶MLL1就因为其基因易位重排所引起的混合白血病(Mixed Lineage Leukemia)而得名。早期人们发现涉及染色体带11q23的染色体易位是人类急性白血病中较为常见的一类染色体易位，在急性髓性白血病和急性淋巴细胞性白血病中均有发现，所以被称为混合系白血病，约占人类白血病总数的10%。 1991年，研究者通过对与11q23 相关的四种染色体易位t (4; 11) (q21; q23)、t (6; 11) (q27; q23)、t (9; 11) (p22; q23)、t(11; 19) (q23; p13.3)的研究，定义了一种绝大部分染色体11q23易位所涉及的基因——混合系白血病基因MLL[1]。MLL基因编码一种组蛋白甲基转移酶蛋白MLL1，能特异性地对H3K4进行甲基化修饰。MLL1蛋白在基因表达调控、细胞增殖、发育分化等方面发挥重要作用，其变异所引起的功能失调会导致细胞的非正常发育或功能丧失。
目前发现， 野生型MLL1蛋白从N端到C端共有15个结构域，依次为3个AT钩 (AThook)结构域、2个SNL (Speckled Nuclear Localization)结构域、1个转录抑制域 (Repression Domain, RD)、4个PHD(Plant Homeo Domain)锌指结构域、1个Bromo结构域(存在于第3个和第4个PHD锌指结构域之间)、2个FYR (F/Y-Rich)结构域 (FYRN和FYRC）、1个转录激活域(Transcription Activation Domain, TAD)和1个SET (Su (var) 3-9, Enhancer-of-Zesteand Trithorax)结构域[1]。各个结构域具有不同的功能，从而赋予了MLL1的多功能特性。
2、WDR5
WD基元又称Trp-ASP或者WD40，由40个左右的氨基酸残基组成，具有保守GH和WD序列。WD重复蛋白（WD-repeat protein）是含有多个保守的WD基元蛋白质。WD40是一个重要的结构域，参与多种细胞功能的调节，如细胞死亡、转录抑制等等。WDR5是一种含有WD40的蛋白，它是近年来被发现能够识别二甲基化组蛋白（Dimethylated H3K4）的新的结构域。
WDR5是三空腔状SET1家族甲基转移酶(H3K4Met3)的重要的组成部分，它在许多癌症的异常表达中发挥了关键作用。目前研究发现了一种小分子能够拮抗WDR5和MLL1中肽的催化域间的相互作用。结构和生理分析表明，该拮抗剂能够结合WDR5的多肽结合口袋[2][4]以及抑制MLL复合物外的核心的催化活性。在一定范围内，蛋白质浓度越低，其抑制程度越强，这一点与WDR5对MLL1蛋白复合物的稳定作用一致。这些数据，一方面表明了抑制某种重要的蛋白质相互作用，另一方面，也为进一步治疗基因易位重排所引起的混合白血病和其他癌症奠定了重要的基础[5]。
3、MLL1和WDR5蛋白的结合
在大部分情况下，MLL1的染色体易位只发生在单等位基因上，即还存在着一个野生型的MLL1。如果敲除野生型的MLL1等位基因，单独的MLL1融合蛋白是不能导致白血病发生的，说明野生型MLL1的活性对MLL1融合蛋白导致的白血病生成是必需的。因此特异性地抑制野生型MLL1的活性是一个可能的治疗白血病的途径。目前，已知MLL1和WDR5的相互作用对于MLL1复合物的甲基转移酶活性是至关重要的。对MLL1蛋白C端SET结构域的结构进行解析，研究得知该结构域和其他已知结构的SET结构域相比，该蛋白并非处于一个最佳的结合底物的构象，这解释了为何MLL1蛋白自身的甲基转移酶活性很低。目前研究结果表明，MLL1和WDR5等形成复合物后才具有较高的甲基转移酶活性，并且只有MLL1的复合物需要WDR5来维持活性，而其他的MLL家族蛋白(MLL2/ MLL3/MLL4/Set1A/Set1B)不需要WDR5[6]。基于WDR5-MLL1复合物的结构信息，人们已经设计了多肽类似物可以特异性地阻断MLL1和WDR5的相互作用，抑制MLL1的甲基转移酶活性而对其他的 MLL家族蛋白活性没有影响。这个多肽类似物可以特异性地阻滞MLL白血病细胞的增殖，而不影响正常的骨髓细胞或者非MLL细胞,证明了WDR5-MLL1相互作用位点是一个潜在的药物靶点。
