组蛋白赖氨酸残基的甲基化状态对于基因组激活和非激活区域的形成是一个主要决定因素，并且在发育期间对于基因组的正确编程发挥关键作用 (1,2)。含 Jumonji C (JmjC) 域的蛋白质代表最大类别的潜在组蛋白脱甲基酶蛋白 (3)。JmjC 域可通过铁离子和 α-酮戊二酸的氧化反应催化单、双和三甲基赖氨酸残基的脱甲基化 (3)。基于同源性，人和小鼠都包含至少30种这样的蛋白，这些蛋白可分为7 个不同的家族 (3)。包含 Jumonji 结构域的蛋白质 2 (JMJD2) 家族，也称为包含 JmjC 结构域的组蛋白去甲基化蛋白质 3 (JHDM3) 家族，其包含四个成员：JMJD2A/JHDM3A、JMJD2B/JHDM3B、JMJD2C/JHDM3C 和 JMJD2D/JHDM3D。除了 JmjC 结构域之外，这些蛋白还包含 JmjN、PHD 和 Tudor 结构域，而后者可在 Lys4 和 Lys9 位点结合甲基化组蛋白 H3 ，以及在 Lys20 位点结合甲基化组蛋白 H4 (4,5)。研究已证实，JMJD2 蛋白可在 Lys9 和 Lys36 位点去甲基化二、三甲基组蛋白 H3，并且具有转录激活因子和阻遏蛋白的功能 (6-11)。JMJD2A、JMJD2C 和 JMJD2D 作为前列腺肿瘤细胞中雄激素受体的共激活因子发挥作用 (7)。相比之下，JMJD2A 还与 Rb 和 N-CoR 共阻遏蛋白复合体结合，并且为靶标基因的转录抑制所必需 (8,9)。在臂间异染色质上，JMJD2B 蛋白会抑制组蛋白 H3 Lys9 位点的三甲基化 (10)。JMJD2C 也称为 GASC1，它在鳞状细胞癌和转移性肺癌中扩增，并且 JMJD2C 蛋白表达的抑制会减少细胞增殖 (11,12)。JMJD2C 蛋白还被鉴定为 Oct-4 的下游靶标，对胚胎干细胞的自我更新调节发挥重要作用 (13)。
近期研究证明，JMJD2B 与混合谱系白血病 (MLL) 2 H3K4 甲基转移酶复合体在结构上结合，并且是该复合体的一个主要组分。JMJD2B 还与雌激素受体 α (ERα) 和染色质重塑复合体 SWI/SNF-B 的成员相互作用。JMJD2B 可能在 ERα 结合位点删除抑制性组蛋白标记，为重塑染色质的酶和转录因子产生锚定位点，进而促进 ERα 介导的转录。值得注意的是，JMJD2B 在较高比例的人乳腺癌中表达，并且其表达与 ERα 表达呈正相关。研究人员认为，JMJD2B 蛋白是 ERα 的转录靶标，可能参与雌激素反应下乳腺肿瘤形成所涉及的前馈调节环 (14,15)。