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中國學者Cell Res揭示新型組蛋白伴侶分子

日期:2014-03-13 13:50:08

 

來自中國醫學科學院北京協和醫學院、北京生命科學研究所、中科院生物物理研究所的研究人員報告稱,他們鑒別出了一個哺乳動物H2A.Z特異性的伴侶蛋白Anp32e。這一研究發現在線發表在311日的《細胞研究》(Cell Research)雜志上。

 

北京生命科學研究所的朱冰(Bing Zhu)研究員和Zhuqiang Zhang博士,以及中科院生物物理研究所的周政(Zheng Zhou)研究員是這篇論文的共同通訊作者。

 

作為染色質的最重要蛋白質組件,組蛋白已得到廣泛的研究在過去的10年里,研究人員識別出了一些不同于經典組蛋白的組蛋白變體,它們占據特定的基因組區域,發揮獨特的調控功能。這些組蛋白變體往往受到不同表達時間、獨特的翻譯后修飾以及特異伴侶蛋白的調控。

 

從釀酒酵母到人類,H2A.Z是一種在真核生物中高度保守的蛋白,與經典H2A只具有60%的序列一致性,表明其有可能執行不同的功能。事實上,在釀酒酵母、果蠅、擬南芥和哺乳動物中H2A.Z顯示出獨特的基因組分布,并劃分出轉錄起始位點(TSS)的界限。近期,一些研究證實H2A.Z富集于增強子。盡管H2A.Z在基因激活和基因沉默中發揮雙重作用,人們普遍認為H2A.Z占據與高等真核生物的轉錄活性呈正相關。

 

像許多其他的組蛋白變異一樣,H2A.Z有專有伴侶蛋白。研究人員首先在釀酒酵母中發現了H2A.Z特異性的組蛋白沉積復合體SWR1;隨后又發現了與酵母SWR1復合體密切相關的哺乳動物SRCAP復合體,它們具有相似的活性。就目前所知,除了SWR1復合體和它的高等真核生物相似物,只發現了一個H2A.Z特異性的伴侶蛋白:酵母Chz1蛋白。其他的組蛋白伴侶例如NAP1FACT盡管也可以結合H2A.Z-H2B二聚體;但不同于Chz1,這些伴侶蛋白沒有顯示對于H2A.Z-H2B二聚體的偏好。一些Chz1同系物被發現存在于真菌之中,但目前上尚沒有任何高等真核生物Chz1同系物的報道。

 

在這篇文章中,研究人員確定了Anp32e是一種新型的高等真核生物H2A.Z組蛋白伴侶分子。在體內外相比于經典H2A-H2B二聚體,Anp32e優先結合H2A.Z-H2B二聚體。他們確定了Anp32e伴侶蛋白結構域(186-232)H2A.Z-H2B二聚體形成復合物的晶體結構。在這一結構中,包含Anp32e殘基214-224的區域特異性地與擴展的H2A.Z αC螺旋互作,顯示出一種意想不到的構象改變。對Anp32e進行全基因組分析揭示Anp32eH2A.Z明顯共定位。表達Anp32e的細胞+1核小體處整體喪失H2A.Z,而耗盡Anp32e的細胞+1核小體處的H2A.Z適度增加。

 

這表明,Anp32e有可能幫助解開了非核小體H2A.Z聚集物,推動移除了+1核小體處的H2A.Z,而后者有可能幫助了RNA聚合酶II通過第一道核小體障礙。

 


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