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中國(guó)科學(xué)家首次闡明了H2A.Z核小體的優(yōu)先識(shí)別機(jī)制
作者：陳斯斯 來(lái)源：澎湃新聞
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8月2日，中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所周政課題組聯(lián)合本所李國(guó)紅、朱平課題組等在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《分子細(xì)胞》（Molecular Cell）發(fā)表論文，報(bào)道了人源SUV420H1結(jié)合H2A.Z核小體的高精度冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，揭示了SUV420H1優(yōu)先識(shí)別H2A.Z核小體并催化H4K20me2的分子機(jī)理。
生物遺傳信息的精確傳遞對(duì)生命的繁衍和進(jìn)化至關(guān)重要，高等真核生物DNA復(fù)制需要確保親代DNA包含的遺傳信息準(zhǔn)確傳遞給子代，復(fù)制起始位點(diǎn)的正確選擇是其中的重要環(huán)節(jié)。在這一過(guò)程中，多細(xì)胞動(dòng)物中含組蛋白變體H2A.Z的核小體起到重要作用。然而，H2A.Z招募SUV420H1并對(duì)臨近H4進(jìn)行甲基化修飾的分子機(jī)制并不清楚。更重要的是，H2A.Z核小體作為整體被優(yōu)先識(shí)別的分子基礎(chǔ)，迄今尚未見(jiàn)報(bào)道。
研究人員通過(guò)化學(xué)合成的方法在催化位點(diǎn)引入正亮氨酸突變，提高了SUV420H1-H2A.Z核小體復(fù)合物的穩(wěn)定性，并解析了3.2 ?的近原子分辨率的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)顯示SUV420H1與核小體中的H4 N端、DNA、以及酸性區(qū)域等進(jìn)行結(jié)合，并將H4的修飾位點(diǎn)準(zhǔn)確定位于SUV420H1的催化活性中心。
該研究揭示了SUV420H1優(yōu)先識(shí)別H2A.Z核小體并催化產(chǎn)生H4K20me2的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，闡述了SUV420H1通過(guò)H2A.Z調(diào)控DNA復(fù)制起始的分子機(jī)理，為藥物靶向設(shè)計(jì)與疾病治療提供了重要基礎(chǔ)。周政課題組對(duì)H2A.Z的優(yōu)先識(shí)別進(jìn)行了長(zhǎng)期系統(tǒng)的研究。在此基礎(chǔ)上，該研究首次闡明了H2A.Z核小體的優(yōu)先識(shí)別機(jī)理，進(jìn)一步深化了對(duì)組蛋白變體結(jié)構(gòu)和功能的了解。
中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所周政、李國(guó)紅、朱平研究員及深圳灣實(shí)驗(yàn)室龍海珍研究員為共同通訊作者，生物物理研究所助理研究員黃莉，博士后王有望和龍海珍研究員為本文的共同第一作者。該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院等項(xiàng)目資助，生物物理所蛋白質(zhì)科學(xué)平臺(tái)、生物成像中心提供了重要支撐和保障。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2023.07.001
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