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组蛋白翻译后修饰(PTMs)是表观遗传调控的重要方式之一,组蛋白翻译后修饰调控染色质结构及DNA作为模板的过程,包括DNA的复制、转录及DNTA损伤修复。赖氨酸的乙酰化修饰是存在于组蛋白上数量最多的一类翻译后修饰,乙酰化修饰可以使得被修饰的组蛋白所带正电荷减少,并且修饰过后赖氨酸会形成疏水性的乙酰基,这两个作用使得组蛋白与DNA的相互作用减弱,导致染色质结构变松散,进而促进基因的转录过程,并且组蛋白乙酰化修饰还会影响DNA复制、核小体组装及染色质高级结构。目前组蛋白乙酰化修饰的研究集中在处于无序柔性状态的组蛋白尾巴上,关于组蛋白核心区域的乙酰化修饰作用目前研究较少。目前认为组蛋白核心区域处于染色质中高度压缩的结构状态中,其存在于核小体球状结构域中,研究难度较大。Bromodomain是识别乙酰化修饰中最重要的一类结构域,因为赖氨酸乙酰化修饰的侧链可以插入到bromodomain四个α螺旋之间形成的疏水口袋中,并且通过氢键及疏水相互作用进行结合。组蛋白H3第56位赖氨酸H3K56位于核小体的核心区域,它处在DNA缠绕进出口的位置,H3K56的乙酰化修饰(H3K56ac)可以使得DNA进出口位置的缠绕变松散,从而改变染色质的高级结构并招募效应蛋白,最终启动下游基因的转录。H3K56ac还与DNA的损伤修复及染色体重塑过程有关,报道指出bromodomain第三亚家族的CBP/p300可以识别H3K56ac,但是目前对于H3K56乙酰化识别的分子机理目前未知,关于其在核小体或者组蛋白的什么水平进行识别也未知。我们通过实验测定了 CBP bromodomain对H3K56ac相比于其它乙酰化组蛋白的强选择性,解析了 1.45 A的CBP bromodomain与H3K56ac肽段的复合物晶体结构(PDB ID:5GH9)。复合物结构阐明了 CBP bromodomain与H3K56ac的结合模式,也解释了为何CBP bromodomain对H3K56ac有选择性。结构及亲和力的综合分析表明bromodomain偏好结合在乙酰化位点-2位为芳香族氨基酸残基在-4位为精氨酸残基的模式。据我们所知这是目前第一个H3K56ac的复合物晶体结构。随后我们利用非天然氨基酸的方法体外纯化了 H3K56ac的组蛋白H3,并且重组了 K56乙酰化修饰的H3/H4四聚体和核小体,并且从293T细胞中提取了寡聚核小体,通过GSTpull-down实验western blot·检测及等温滴定量热(ITC)等生化手段证明了 CBP bromodomain与体外重组的四聚体及核小体无结合,我们猜测这是由于H3K56ac位于核小体核心区域,相应的空间位阻导致CBP bromodomain在四聚体及核小体水平上不能与之结合。