在真核生物體內(nèi),基因組DNA包裹著組蛋白八聚體形成高度濃縮的染色質(zhì)以保持結(jié)構(gòu)與功能的完整性?;蚪M相關(guān)的所有時(shí)間幾乎都是在以核小體為單位的染色質(zhì)層面發(fā)生的。包含組蛋白變體H2A.Z的核小體主要存在于基因啟動(dòng)子、著絲粒和染色質(zhì)周圍。H2A.Z核小體與常規(guī)核小體之間的快速置換對于基因表達(dá)、DNA修復(fù)和染色體穩(wěn)定具有重要意義。人體中的H2A.Z置入到染色質(zhì)上是依賴于SRCAP復(fù)合體(SRCAP-C),其酵母來源的同源物為Swr1復(fù)合物(Swr1-C)。SRCAP能夠協(xié)助H2A.Z/H2B二聚體逐步替換常規(guī)核小體中的H2A/H2B二聚體,以實(shí)現(xiàn)H2A.Z的置入(deposit)。關(guān)于Swr1-C/SRCAP-C蛋白的功能研究已經(jīng)很深入了,但是相關(guān)的結(jié)構(gòu)研究非常有限,極大地阻礙了對其發(fā)揮動(dòng)態(tài)功能的理解。
10月18日,徐彥輝課題組的研究人員克服了實(shí)驗(yàn)樣本制備,結(jié)構(gòu)解析等難題,利用中國科學(xué)院生物物理研究所以及國家蛋白質(zhì)科學(xué)中心(上海)冷凍電鏡設(shè)施,首次解析了4埃分辨率的人源SRCAP復(fù)合物冷凍電鏡結(jié)構(gòu)(下圖),該項(xiàng)工作于近日以Cryo-EM structure of human SRCAP complex為題在線發(fā)表于《Cell Research》(細(xì)胞研究)雜志上。
圖:SRCAP復(fù)合物的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)示意圖。
SRCAP-C為超大復(fù)合物,分子量約為1 MDa(1000KDa),包含10個(gè)組分。結(jié)構(gòu)和生化研究表明在SRCAP-C中SRCAP不僅具有ATP解旋酶酶活性,還作為支架蛋白幫助復(fù)合物組裝。其中間部分貫穿RUVBL1-RUVBL2六聚體,其N端和C端分別連接多個(gè)SRCAP復(fù)合物組成蛋白。 RUVBL1-RUVBL2形成的六聚體為穩(wěn)定核心,從底部兩側(cè)延伸出來SRCAP解旋酶結(jié)構(gòu)域及Actin相關(guān)蛋白等模塊。這兩個(gè)相對應(yīng)的模塊具有DNA結(jié)合的表面特征,很可能為核小體結(jié)合位點(diǎn)。研究工作根據(jù)SRCAP同家族蛋白INO80與核小體復(fù)合物的結(jié)構(gòu),模擬了SRCAP與核小體相互作用方式,為后續(xù)深入研究核小體置換機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。
該項(xiàng)工作是復(fù)旦大學(xué)徐彥輝課題組完成,得到了科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院先導(dǎo)專項(xiàng)和國家自然科學(xué)基金的支持。國家蛋白質(zhì)設(shè)施(上海)、中科院生物物理所電鏡平臺對該工作給予了重要的支持。
論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41422-018-0102-y
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