MYST家族乙酰转移酶HBO1与BRD1复合物结构与功能研究

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表观遗传调控是指发生在染色质水平而不涉及DNA序列改变的基因表达调控方式,其调控方式主要包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、异构化等。组蛋白乙酰化在细胞增殖分化方面起着非常重要的作用,而且还与癌症发生相关,是一种非常重要的翻译后修饰方式。  组蛋白赖氨酸(Lys)乙酰化的建立和去除是由组蛋白乙酰转移酶(HAT)和去乙酰化酶(HDAC)完成的。根据其催化结构域序列和结构的相似性,真核生物组蛋白乙酰转移酶可以分为Gcn5/PCAF(GNAT)、MYST、p300/CBP和Rtt109四个主要家族,其中MYST家族包括Tip60、MOZ、MORF、HBO1和MOF等蛋白,其特点是所有成员都含有一个高度保守包含了乙酰辅酶A结合位点和锌指结构的MYST结构域,并且在体内大多以复合物形式存在。HBO1作为MYST家族的一员,能够在体内与JADE家族、hEaf6和ING4/5等形成复合物进而发挥功能。此外,研究表明BRD1也能行使与JADE家族蛋白类似的功能从而介导HBO1-BRD1复合物的形成,并与红细胞疾病密切相关,但是复合物组分之间相互作用的分子机制并不清楚。  在本文中,我们解析了HBO1 MYST结构域与BRD1片段(31~80位氨基酸)形成复合物的晶体结构,结合生物化学手段分析发现,BRD1形成发卡构象通过范德华力与氢键相互作用结合于HBO1 MYST结构域的C端,其中BRD159位异亮氨酸与HBO1形成的疏水相互作用对于复合物的形成至关重要;BRD1与HBO1形成复合物能够增强HBO1的乙酰转移酶活性。此外,我们发现HBO1α5与α6之间的柔性片段在BRD1识别MYST家族成员中起着重要作用。这些结果阐释了HBO1与BRD1相互作用的分子机制,为后续功能分析奠定了基础。
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