网站地图 联系我们搜索内部网English | 中国科学院
首页 所况简介 机构设置 科研队伍 科学研究平台 院地合作 党群园地 国际交流 博士后 研究生教育 科学传播 信息公开
图片新闻
最新图片新闻
2016年图片新闻
2015年图片新闻
2014年图片新闻
2013年图片新闻
科学成果
发表论文
专著
专利
获奖
专题
所史丛书
所庆专辑
建所50周年画册
现在位置:首页 > 图片新闻 > 最新图片新闻
生物物理所周政组揭示Chz1识别并组装H2A.Z的分子机制
2019-05-31 | 【     】【打印】【关闭

  在真核细胞中,组蛋白变体组装形成特殊的染色质结构,这种与常规组蛋白不同的染色质结构是表观遗传调控的重要方式之一。组蛋白变体H2A.Z与常规组蛋白H2A具有较为相似的一级序列,H2A.Z是多细胞生物的必需基因,且在基因转录调节、DNA损伤修复、细胞增殖、分化等过程中发挥至关重要的作用。近年来,中国科学院生物物理所周政研究组综合运用结构生物学和生物化学等方法对组蛋白变体的特异识别进行了系统研究,先后报道了Anp32e识别H2A.Z并将其移除染色质的结构和分子机制(Cell Research 2014)(1),以及染色质重塑复合物亚基YL1识别H2A.Z并帮助其染色质组装的结构和分子机制(Nat Struct Mol Biol 2016)(2)。

  5月31日,周政研究组在PLOS Biology杂志在线发表了题为Structural insights into histone chaperone Chz1-mediated H2A.Z recognition and histone replacement的研究论文,揭示了酵母组蛋白伴侣Chz1特异性识别组蛋白变体H2A.Z及其促进SWR1催化H2A.Z替换的结构和分子机制。Chz1是最早被发现的能够特异识别组蛋白变体H2A.Z的蛋白分子(3),也是酵母细胞特有的H2A.Z组蛋白伴侣。Chz1结合酵母细胞中游离H2A.Z-H2B二聚体,并能够促进染色质重塑复合物SRCAP/SWR催化的H2A.Z交换反应(4)。Chz1如何特异性识别H2A.Z?以及如何通过结合游离的H2A.Z-H2B二聚体促进SRCAP/SWR催化的H2A.Z交换反应?这些关键的科学问题尚未得到解答。

  本研究首先测定了Chz1的C末端与H2A.Z-H2B二聚体形成的复合物的晶体结构,ITC实验表明,与此前报道的Chz1结构域(Chz1-M)相比,全长Chz1(Chz1-FL)对H2A.Z的识别特异性得到大幅提高(图1)。其次,研究发现H2A.Z中两个高度保守的氨基酸残基(Gly98和Ala57)对于Chz1特异识别的重要性,从而揭示了一种全新的H2A.Z特异识别机制(图1),这也是第一次在H2A.Z的N端区域发现对于组蛋白特异性识别的位点。最后,SWR1酶活测定发现游离的H2A.Z-H2B二聚体抑制SWR1催化的H2A.Z交换,而Chz1通过结合游离的H2A.Z-H2B解除了这种抑制,从而促进了H2A.Z的交换反应(图2)。

  图1, Chz1-FL对H2A.Z的特异识别(a)及H2A.Z上介导识别的关键残基●(b)

  本研究阐明了组蛋白伴侣Chz1特异识别H2A.Z的分子机制,这种新的识别模式与已报道的所有H2A.Z识别模式均不相同,拓展了我们对H2A.Z特异识别机制的理解。该研究还揭示了Chz1通过控制游离的H2A.Z-H2B二聚体的浓度来促进H2A.Z交换的作用方式,上述发现为深入研究H2A.Z奠定了基础(图2)。

  周政课题组博士研究生王云云为本文的第一作者,周政研究员为本文的通讯作者。该项工作得到了基金委、科技部、中科院B类先导专项的经费支持。约翰霍普金斯大学的Carl Wu教授以及纽约州立大学石溪分校的Ed Luk教授为该项工作提供了帮助。

  图2,不同分子特异识别组蛋白变体H2A.Z并参与染色质组装和移除的机制

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

  参考文献

  [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:周政课题组)

评 论
·奥地利科学院格雷戈尔·孟德尔研究所Frederic Berger教授来访生物物理研究所并做贝时璋报告
·苗龙组赵艳梅副研究员合作研究揭示精子成熟的调控机理
·生物物理所研究人员在《PNAS》上发表文章揭示转录因子STAT6特异识别N4位点DNA的分子机制
·生物物理所研究人员揭示转录因子STAT6特异识别N4位点DNA的分子机制
·娄继忠课题组与浙江大学合作在T细胞受体(TCR)抗原识别机制研究方面取得进展
·周政课题组揭示TIRR抑制53BP1识别H4K20me2的分子机制
·王大成/丁璟珒研究组揭示病原菌通过新颖的精氨酸糖基化修饰阻断宿主死亡受体信号通路的完整分子机理
·范克龙副研究员荣获2019年“全国向上向善好青年”称号
·王艳丽组揭示噬菌体防御CRISPR-SpyCas9的分子机制
·许瑞明课题组揭示组蛋白乙酰转移酶活性调节的新机制
·张宏课题组发现内质网蛋白VAPA/B与自噬蛋白互作调控自噬小体形成
·内核膜蛋白SUN1调控HIV-1的入核
·铁蛋白探针:精准靶向肝癌,使其可视化并杀死肝癌细胞
·姬广聚组等利用PROTACs技术实现从小鼠到恒河猴蛋白水平的快速降解
·冯巍课题组揭示驱动蛋白kinesin-3自抑制的分子机制
·王艳丽课题组在Agos蛋白指导导向DNA链切割靶标DNA链的机制研究上取得进展
·香港科技大学张明杰院士来访生物物理所并做“贝时璋讲座报告”
·吴瑛研究组发现RNA结合蛋白FUS靶向ATP合成酶beta亚基而诱导线粒体UPR,揭示FUS诱导神经退行性疾病的新机制
·王江云组和孙金鹏、刘爱民组合作在 Nature Chemical Biology发表系列论文,阐明基因编码的二氟代酪氨酸在膜蛋白、酶催化机理方面的应用
·朱冰课题组发现维持DNA甲基化基因沉默的新机制
·美国贝勒医学院周鸣教授访问生物物理所并做贝时璋讲座
·铁蛋白:穿越血脑屏障药物载体
·饶子和院士团队合作解析单纯疱疹病毒2型核衣壳高分辨率三维结构,揭示疱疹病毒的组装机制
·德国Osnabrück大学的Christian Ungermann教授访问生物物理所并做贝时璋讲座
·王晓群课题组揭示头小畸形致病基因Cenpj的新功能
·生物物理所团队揭示绿藻光系统I高效捕获及传递光能的分子机制
·贝时璋教授早年的教学和科研活动
·七十年的细胞重建研究
·李国红课题组和物理所合作利用单分子技术揭示FACT对核小体结构调控的分子机制
·冯巍课题组和杨福愉课题组合作揭示YWHA/14-3-3结合并调控转录因子TFEB功能的分子机制
·中国科学院生物大分子卓越创新中心核心骨干成员增选通知
          
版权所有:中国科学院生物物理研究所     京ICP备05002792号 京公网安备 110402500011 号
地址:北京市朝阳区大屯路15号(100101) 电话:010-64889872
意见反馈联系人:侯文茹 电子邮件:houwenru@ibp.ac.cn