2018年6月26日，國際生物信息學(xué)權(quán)威期刊《Briefings in Bioinformatics》（SCI生物學(xué)大類一區(qū)TOP期刊，2017IF: 6.302）在線發(fā)表了省部共建草原家畜生殖調(diào)控與繁育國家重點實驗室左永春教授和李光鵬教授為共同通訊作者的關(guān)于TET蛋白功能序列基礎(chǔ)的最新科研成果，題目為《Function determinants of TET proteins: the arrangements of sequence motifs with specific codes》的學(xué)術(shù)論文。
TET（Ten-eleven translocation）蛋白家族是一種DNA去甲基酶，對哺乳動物早期胚胎發(fā)育、細胞分化、細胞重編程與干細胞多能性維持等均具有重要作用，是近年來發(fā)育生物學(xué)和干細胞研究領(lǐng)域最活躍的熱點之一。文章從蛋白質(zhì)序列角度分析了100多個物種TET蛋白的進化關(guān)系，篩選出了11個不同的結(jié)構(gòu)模體，提出了保守的序列模體決定TET蛋白功能的觀點，具體闡述了各個模體的序列特征與功能基礎(chǔ)，建立了TET蛋白執(zhí)行各種功能時不同的模體組合模式，并發(fā)掘了TET蛋白的潛在功能。
通過對TET蛋白序列的進化關(guān)系分析，揭示出三個TET家組成員TET1、TET2和TET3的催化功能域具有高度同源性，但其靶向定位模體和功能調(diào)控模體卻具有顯著差異性，意味著不同成員存在功能差異性。TET1、TET2和TET3的催化活性均依賴于Fe2+和α-酮戊二酸，F(xiàn)e2+結(jié)合模體偏向組氨酸和天冬氨酸，α-酮戊二酸結(jié)合模體偏向組氨酸、絲氨酸和精氨酸。二者的結(jié)合位點被雙向平行的β折疊包圍，由結(jié)合半胱氨酸的Zn2+穩(wěn)定空間構(gòu)象，形成催化活性中心。在靶向定位和功能調(diào)控上，三個TET家族成員有著明顯不同的序列特征。BC結(jié)構(gòu)域和CXXC結(jié)構(gòu)域使TET1特異性結(jié)合在染色質(zhì)和CpG島，這兩個結(jié)構(gòu)均富含堿性氨基酸；TET2無CXXC結(jié)構(gòu)域（已與TET2分離），但卻有相對更多的氨基酸富集區(qū)，這些氨基酸富集區(qū)可能與其靶向定位和蛋白質(zhì)相互作用有關(guān)；TET3的靶向定位依賴CXXC結(jié)構(gòu)域，文章中新鑒定出的兩個未知元件可能與TET3潛在功能有關(guān)。特異性的編碼序列賦予了模體相應(yīng)的功能，而在可變剪接過程中，序列模體不同的組合產(chǎn)生了多樣的轉(zhuǎn)錄變體和蛋白質(zhì)亞型，經(jīng)過翻譯后修飾，各自執(zhí)行其特有功能。從序列角度揭示TET蛋白的功能決定因素，能夠更為全面徹底的了解TET蛋白的功能特點，這些序列模體的不同排列組合決定了TET蛋白功能的多樣性，也預(yù)示著TET家族蛋白在不同胚胎發(fā)育階段、不同細胞群體中可能發(fā)揮不同的生物學(xué)作用。文章揭示出的豐富的TET家族蛋白信息為TET蛋白功能研究有望提供新的思路與方向，對深入開展相關(guān)試驗研究具有一定的指導(dǎo)意義。
論文以內(nèi)蒙古大學(xué)為第一和通訊作者單位，論文的第一作者為生命科學(xué)學(xué)院學(xué)生劉東陽（2014級生物科學(xué)基地本科生），該學(xué)生從大三開始選修左永春教授的生物信息學(xué)課程，同時進入國家重點實驗室開展生物信息學(xué)相關(guān)的科研鍛煉，在左永春教授和李光鵬教授的合作指導(dǎo)下專心研究這一問題。該工作得到國家自然科學(xué)基金（61561036, 61702290）和內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)校“青年科技英才支持計劃”（NJYT-18-B01）和內(nèi)蒙古自治區(qū)"杰出青年"培育基金(2017JQ04)的支持。
原文鏈接：
https://academic.oup.com/bib/advance-article/doi/10.1093/bib/bby053/5045641