清华大学研招网，清华大学研招网成绩查询
核小体结合的NuA4结构分析
真核生物中的脱氧核糖核酸缠绕在组蛋白八聚体上形成核小体，染色质的基本单位。组蛋白H4的N末端与附近的核小体相互作用，在高阶染色质结构的形成和异染色质沉默中起重要作用。酵母中的NuA4及其哺乳动物细胞中的同系Tip60复合物是催化H4乙酰化的关键酶，而H4乙酰化过程可以调节染色质包装、转录激活功能和DNA修复功能。因此弄清楚NuA4与核小体结合的机制对于生物体的DNA的转录机制的了解起到了关键作用。
近期，清华大学李雪明团队联合陈柱成团队在探明与核小体结合的NuA4乙酰转移酶复合物的结构上取得了关键突破他们利用冷冻电子显微镜观察了来自酿酒酵母与核小体的结合的NuA4微观结构，通过观察到了结构，论证了NuA4与核小体是如何组装的，并为HAT的核小体识别和转录共激活提供了新的见解。该工作以题为“Structure of the NuA4 acetyltransferase complex bound to the nucleosome”的文章发表于Nature上。
NuA4的结构测定
为了阐明NuA4的机制，利用冷冻电子显微镜（cryo-EM）确定了与核小体结合的NuA4的结构。从酵母细胞中纯化内源性NuA4复合物，与核小体核心颗粒（NCP）混合并进行单颗粒冷冻电镜分析。研究发现NuA4分为两个主要模块：催化HAT模块和转录激活剂结合TRA模块。NuA4的HAT模块本质上是核心的短笛型复合体，包括催化亚基Esa1、Epl1的N封端EPc-A片段以及含有Yng2和Eaf6的PHD结构域。TRA模块包括最大的亚基Tra1、Actin、Arp4、Eaf2、Eaf1 和 Epl1 的 EPc-B 域。Actin，Arp4和Eaf1的HSA域组装成一个子模块（称为ARP子模块）并绑定到Tra1的头部。这两个主要模块通过Epl1的EPc-A和-B域之间的无序连接环路连接。
ARP子模块
TRA模块的PBS由Eaf2和Epl1的多碱性环组成，位于核小体边缘的接头DNA附近。通过结构分析，可以看出NuA4的体内功能取决于PBS，特别是Epl1的多碱性环，其更接近连接子DNA。结构表明Yaf9被拴在TRA模块PBS周围的核小体附近，与其通过YEATS结构域与乙酰化H3尾部结合的作用一致。Eaf2和Act1-Arp4二聚体之间存在广泛的接触，这为它们形成由NuA4和SWR1配合物共享的稳定子模块提供了结构基础。总之，这些数据表明核小体连接子DNA与PBS的相互作用对于NuA4的活性很重要。
HAT模块的核小体识别
NuA4 的 HAT 模块分为两部分：由 Esa1 形成的催化核心和 Epl1 的 EPc-I 结构域以及由 Epl1、Eaf6 和 Yng2 的 EPc-II 结构域形成的螺旋丛。这种结构在很大程度上维持了孤立的短笛子复合体的结构。HAT模块通过Epl1的两个元件绑定到核小体盘面，即双功能环（DFL）和精氨酸锚。DFL将螺旋束与催化核心连接起来，包含多个带正电荷的残基。Epl1 的 EPc-N 结构域的一个基本区域与核小体结合。高分辨率图谱解析了EPc-N结构域的两个精氨酸锚定残基Arg56和Arg58，它们与H2A-H2B的酸性斑块相互作用。总之，这些结构数据表明，NuA4的DFL和精氨酸锚定识别核小体盘面上的两个表位，并且这种识别将Esa1的催化口袋引导至H4的N末端尾部，为NuA4的H4偏好提供了结构基础。
小结：通过协调多种元素（包括TRA模块的ABS和PBS以及HAT模块的DFL和精氨酸锚点）提供了NuA4核小体识别的集成模型。PBS和ABS直接和间接地与连接子DNA相互作用，并将核小体募集到TRA模块的边缘，使得紧密连接的HAT模块与核小体的圆盘面结合，以产生H4尾部的选择性乙酰化。此外，拴系组蛋白尾结合结构域，如Yng2的PHD结构域和Yaf9的叶芝结构域，在空间上排列在核小体周围，使NuA4能够读取组蛋白修饰信号。
来源：高分子科学前沿
声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！
清华大学研招网(清华大学研招网成绩查询)
未经允许不得转载：苏州考研网 » 清华大学研招网(清华大学研招网成绩查询)
