龙舟竞渡与祭祀屈原
網站地圖 聯系我們搜索內部網English | 中國科學院
首頁 所況簡介 機構設置 科研隊伍 科學研究平臺 院地合作 黨群園地 國際交流 博士后 研究生教育 科學傳播 信息公開
科研進展
成果報道
最新重要論文(影響因子PNAS及以上)
發表論文數據庫
所級學術報告
科學成果
發表論文
專著
專利
獲獎
專題
所史叢書
所慶專輯
建所50周年畫冊
現在位置:首頁 > 科研進展 > 成果報道
生物物理所周政組揭示Chz1識別并組裝H2A.Z的分子機制
2019-05-31 | 【     】【打印】【關閉

  在真核細胞中,組蛋白變體組裝形成特殊的染色質結構,這種與常規組蛋白不同的染色質結構是表觀遺傳調控的重要方式之一。組蛋白變體H2A.Z與常規組蛋白H2A具有較為相似的一級序列,H2A.Z是多細胞生物的必需基因,且在基因轉錄調節、DNA損傷修復、細胞增殖、分化等過程中發揮至關重要的作用。近年來,中國科學院生物物理所周政研究組綜合運用結構生物學和生物化學等方法對組蛋白變體的特異識別進行了系統研究,先后報道了Anp32e識別H2A.Z并將其移除染色質的結構和分子機制(Cell Research 2014)(1),以及染色質重塑復合物亞基YL1識別H2A.Z并幫助其染色質組裝的結構和分子機制(Nat Struct Mol Biol 2016)(2)。

  5月31日,周政研究組在PLOS Biology雜志在線發表了題為Structural insights into histone chaperone Chz1-mediated H2A.Z recognition and histone replacement的研究論文,揭示了酵母組蛋白伴侶Chz1特異性識別組蛋白變體H2A.Z及其促進SWR1催化H2A.Z替換的結構和分子機制。Chz1是最早被發現的能夠特異識別組蛋白變體H2A.Z的蛋白分子(3),也是酵母細胞特有的H2A.Z組蛋白伴侶。Chz1結合酵母細胞中游離H2A.Z-H2B二聚體,并能夠促進染色質重塑復合物SRCAP/SWR催化的H2A.Z交換反應(4)。Chz1如何特異性識別H2A.Z?以及如何通過結合游離的H2A.Z-H2B二聚體促進SRCAP/SWR催化的H2A.Z交換反應?這些關鍵的科學問題尚未得到解答。

  本研究首先測定了Chz1的C末端與H2A.Z-H2B二聚體形成的復合物的晶體結構,ITC實驗表明,與此前報道的Chz1結構域(Chz1-M)相比,全長Chz1(Chz1-FL)對H2A.Z的識別特異性得到大幅提高(圖1)。其次,研究發現H2A.Z中兩個高度保守的氨基酸殘基(Gly98和Ala57)對于Chz1特異識別的重要性,從而揭示了一種全新的H2A.Z特異識別機制(圖1),這也是第一次在H2A.Z的N端區域發現對于組蛋白特異性識別的位點。最后,SWR1酶活測定發現游離的H2A.Z-H2B二聚體抑制SWR1催化的H2A.Z交換,而Chz1通過結合游離的H2A.Z-H2B解除了這種抑制,從而促進了H2A.Z的交換反應(圖2)。

  圖1, Chz1-FL對H2A.Z的特異識別(a)及H2A.Z上介導識別的關鍵殘基●(b)

  本研究闡明了組蛋白伴侶Chz1特異識別H2A.Z的分子機制,這種新的識別模式與已報道的所有H2A.Z識別模式均不相同,拓展了我們對H2A.Z特異識別機制的理解。該研究還揭示了Chz1通過控制游離的H2A.Z-H2B二聚體的濃度來促進H2A.Z交換的作用方式,上述發現為深入研究H2A.Z奠定了基礎(圖2)。

  周政課題組博士研究生王云云為本文的第一作者,周政研究員為本文的通訊作者。該項工作得到了基金委、科技部、中科院B類先導專項的經費支持。約翰霍普金斯大學的Carl Wu教授以及紐約州立大學石溪分校的Ed Luk教授為該項工作提供了幫助。

  圖2,不同分子特異識別組蛋白變體H2A.Z并參與染色質組裝和移除的機制

  文章鏈接:https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3000277 

  參考文獻

  [1] Mao Z, Pan L, Wang W, Sun J, Shan S, Dong Q, Liang X, Dai L, Ding X, Chen S, Zhang Z, Zhu B, Zhou Z. Anp32e, a higher eukaryotic histone chaperone directs preferential recognition for H2A.Z. Cell Research, 2014, 24(4): 389–399.

  [2] Liang X, Shan S, Pan L, Zhao J, Ranjan A, Wang F, Zhang Z, Huang Y, Feng H, Wei D, Huang L, Liu X, Zhong Q, Lou J, Li G, Wu C, Zhou Z. Structural basis of H2A.Z recognition by SRCAP chromatin-remodeling subunit YL1. Nature Structural & Molecular Biology, 2016, 23(4): 317–323.

  [3] Luk E, Vu N-D, Patteson K, Mizuguchi G, Wu W-H, Ranjan A, et al. Chz1, a nuclear chaperone for histone H2AZ. Mol Cell. 2007;25: 357–368.

  [4] Zhou Z, Feng H, Hansen DF, Kato H, Luk E, Freedberg DI, et al. NMR structure of chaperone Chz1 complexed with histones H2A.Z-H2B. Nat Struct Mol Biol. 2008;15: 868–869.

    (供稿:周政課題組)

評 論
·奧地利科學院格雷戈爾·孟德爾研究所Frederic Berger教授來訪生物物理研究所并做貝時璋報告
·苗龍組趙艷梅副研究員合作研究揭示精子成熟的調控機理
·生物物理所研究人員在《PNAS》上發表文章揭示轉錄因子STAT6特異識別N4位點DNA的分子機制
·生物物理所研究人員揭示轉錄因子STAT6特異識別N4位點DNA的分子機制
·婁繼忠課題組與浙江大學合作在T細胞受體(TCR)抗原識別機制研究方面取得進展
·周政課題組揭示TIRR抑制53BP1識別H4K20me2的分子機制
·王大成/丁璟珒研究組揭示病原菌通過新穎的精氨酸糖基化修飾阻斷宿主死亡受體信號通路的完整分子機理
·范克龍副研究員榮獲2019年“全國向上向善好青年”稱號
·王艷麗組揭示噬菌體防御CRISPR-SpyCas9的分子機制
·許瑞明課題組揭示組蛋白乙酰轉移酶活性調節的新機制
·張宏課題組發現內質網蛋白VAPA/B與自噬蛋白互作調控自噬小體形成
·內核膜蛋白SUN1調控HIV-1的入核
·鐵蛋白探針:精準靶向肝癌,使其可視化并殺死肝癌細胞
·姬廣聚組等利用PROTACs技術實現從小鼠到恒河猴蛋白水平的快速降解
·馮巍課題組揭示驅動蛋白kinesin-3自抑制的分子機制
·王艷麗課題組在Agos蛋白指導導向DNA鏈切割靶標DNA鏈的機制研究上取得進展
·香港科技大學張明杰院士來訪生物物理所并做“貝時璋講座報告”
·吳瑛研究組發現RNA結合蛋白FUS靶向ATP合成酶beta亞基而誘導線粒體UPR,揭示FUS誘導神經退行性疾病的新機制
·王江云組和孫金鵬、劉愛民組合作在 Nature Chemical Biology發表系列論文,闡明基因編碼的二氟代酪氨酸在膜蛋白、酶催化機理方面的應用
·朱冰課題組發現維持DNA甲基化基因沉默的新機制
·美國貝勒醫學院周鳴教授訪問生物物理所并做貝時璋講座
·鐵蛋白:穿越血腦屏障藥物載體
·饒子和院士團隊合作解析單純皰疹病毒2型核衣殼高分辨率三維結構,揭示皰疹病毒的組裝機制
·德國Osnabrück大學的Christian Ungermann教授訪問生物物理所并做貝時璋講座
·王曉群課題組揭示頭小畸形致病基因Cenpj的新功能
·生物物理所團隊揭示綠藻光系統I高效捕獲及傳遞光能的分子機制
·貝時璋教授早年的教學和科研活動
·七十年的細胞重建研究
·李國紅課題組和物理所合作利用單分子技術揭示FACT對核小體結構調控的分子機制
·馮巍課題組和楊福愉課題組合作揭示YWHA/14-3-3結合并調控轉錄因子TFEB功能的分子機制
·中國科學院生物大分子卓越創新中心核心骨干成員增選通知
          
版權所有:中國科學院生物物理研究所     京ICP備05002792號 京公網安備 110402500011 號
地址:北京市朝陽區大屯路15號(100101) 電話:010-64889872
意見反饋聯系人:侯文茹 電子郵件:[email protected]
龙舟竞渡与祭祀屈原