中国学者Cell Res揭示新型组蛋白伴侣分子

2014-3-12 15:31 来源: 生物通
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  来自中国医学科学院北京协和医学院、北京生命科学研究所、中科院生物物理研究所的研究人员报告称,他们鉴别出了一个哺乳动物H2A.Z特异性的伴侣蛋白Anp32e。这一研究发现在线发表在3月11日的《细胞研究》(Cell Research)杂志上。

  北京生命科学研究所的朱冰(Bing Zhu)研究员和Zhuqiang Zhang博士,以及中科院生物物理研究所的周政(Zheng Zhou)研究员是这篇论文的共同通讯作者。

  作为染色质的最重要蛋白质组件,组蛋白已得到广泛的研究在过去的10年里,研究人员识别出了一些不同于经典组蛋白的组蛋白变体,它们占据特定的基因组区域,发挥独特的调控功能。这些组蛋白变体往往受到不同表达时间、独特的翻译后修饰以及特异伴侣蛋白的调控。

  从酿酒酵母到人类,H2A.Z是一种在真核生物中高度保守的蛋白,与经典H2A只具有60%的序列一致性,表明其有可能执行不同的功能。事实上,在酿酒酵母、果蝇、拟南芥和哺乳动物中H2A.Z显示出独特的基因组分布,并划分出转录起始位点(TSS)的界限。近期,一些研究证实H2A.Z富集于增强子。尽管H2A.Z在基因激活和基因沉默中发挥双重作用,人们普遍认为H2A.Z占据与高等真核生物的转录活性呈正相关。

  像许多其他的组蛋白变异一样,H2A.Z有专有伴侣蛋白。研究人员首先在酿酒酵母中发现了H2A.Z特异性的组蛋白沉积复合体SWR1;随后又发现了与酵母SWR1复合体密切相关的哺乳动物SRCAP复合体,它们具有相似的活性。就目前所知,除了SWR1复合体和它的高等真核生物相似物,只发现了一个H2A.Z特异性的伴侣蛋白:酵母Chz1蛋白。其他的组蛋白伴侣例如NAP1和FACT尽管也可以结合H2A.Z-H2B二聚体;但不同于Chz1,这些伴侣蛋白没有显示对于H2A.Z-H2B二聚体的偏好。一些Chz1同系物被发现存在于真菌之中,但目前上尚没有任何高等真核生物Chz1同系物的报道。

  在这篇文章中,研究人员确定了Anp32e是一种新型的高等真核生物H2A.Z组蛋白伴侣分子。在体内外相比于经典H2A-H2B二聚体,Anp32e优先结合H2A.Z-H2B二聚体。他们确定了Anp32e伴侣蛋白结构域(186-232)与H2A.Z-H2B二聚体形成复合物的晶体结构。在这一结构中,包含Anp32e残基214-224的区域特异性地与扩展的H2A.Z αC螺旋互作,显示出一种意想不到的构象改变。对Anp32e进行全基因组分析揭示Anp32e与H2A.Z明显共定位。表达Anp32e的细胞+1核小体处整体丧失H2A.Z,而耗尽Anp32e的细胞+1核小体处的H2A.Z适度增加。

  这表明,Anp32e有可能帮助解开了非核小体H2A.Z聚集物,推动移除了+1核小体处的H2A.Z,而后者有可能帮助了RNA聚合酶II通过第一道核小体障碍。