中国科学家首次阐明了H2A.Z核小体的优先识别机制

发布时间:2023-08-06 13:54:52     来源:中国科学报


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8月2日,中国科学院生物物理研究所周政课题组联合本所李国红、朱平课题组等在国际学术期刊《分子细胞》(Molecular Cell)发表论文,报道了人源SUV420H1结合H2A.Z核小体的高精度冷冻电镜结构,揭示了SUV420H1优先识别H2A.Z核小体并催化H4K20me2的分子机理。

生物遗传信息的精确传递对生命的繁衍和进化至关重要,高等真核生物DNA复制需要确保亲代DNA包含的遗传信息准确传递给子代,复制起始位点的正确选择是其中的重要环节。在这一过程中,多细胞动物中含组蛋白变体H2A.Z的核小体起到重要作用。然而,H2A.Z招募SUV420H1并对临近H4进行甲基化修饰的分子机制并不清楚。更重要的是,H2A.Z核小体作为整体被优先识别的分子基础,迄今尚未见报道。

研究人员通过化学合成的方法在催化位点引入正亮氨酸突变,提高了SUV420H1-H2A.Z核小体复合物的稳定性,并解析了3.2 ?的近原子分辨率的冷冻电镜结构。结构显示SUV420H1与核小体中的H4 N端、DNA、以及酸性区域等进行结合,并将H4的修饰位点准确定位于SUV420H1的催化活性中心。

该研究揭示了SUV420H1优先识别H2A.Z核小体并催化产生H4K20me2的结构基础,阐述了SUV420H1通过H2A.Z调控DNA复制起始的分子机理,为药物靶向设计与疾病治疗提供了重要基础。周政课题组对H2A.Z的优先识别进行了长期系统的研究。在此基础上,该研究首次阐明了H2A.Z核小体的优先识别机理,进一步深化了对组蛋白变体结构和功能的了解。

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