清華大學(xué)生科院最新Nature子刊文章-染色質(zhì)重塑蛋白的結(jié)構(gòu)及調(diào)控機(jī)制

2016年08月28日訊 清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陳柱成課題組在《Nature Structural & Molecular Biology》在線發(fā)表題為《染色質(zhì)重塑因子SWI/SNF基態(tài)的結(jié)構(gòu)》（Structure of chromatin remodeler Swi2/Snf2 in the resting state）的研究論文，闡述了一類重要的染色質(zhì)重塑蛋白的結(jié)構(gòu)及調(diào)控機(jī)制。

在真核生物細(xì)胞內(nèi)，DNA纏繞著組蛋白八聚體形染色質(zhì)的基本組成單位：核小體。染色質(zhì)在包裝遺傳物質(zhì)等方面發(fā)揮著重要作用。然而染色質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)對細(xì)胞內(nèi)的一些生理過程，如DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、修復(fù)等產(chǎn)生了巨大的障礙。SWI/SNF家族染色質(zhì)重塑復(fù)合物是一類多功能的蛋白機(jī)器，它通過利用ATP水解的能量調(diào)控染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)。這類復(fù)合物從酵母到人都較為保守，但目前為止人們對其發(fā)揮功能的分子機(jī)理尚不了解。

該研究通過晶體學(xué)的方法解析了第一個(gè)高分辨的SWI/SNF家族復(fù)合物蛋白Snf2的結(jié)構(gòu)，衍射分辨率達(dá)到2.3埃。Snf2的結(jié)構(gòu)說明了它的自抑制機(jī)理。Snf2蛋白中的兩個(gè)核心RecA 結(jié)構(gòu)域通過疏水界面相互作用，從而使蛋白處于抑制狀態(tài)，其水解ATP的速率很低。該研究同時(shí)鑒定出幾個(gè)保守的DNA結(jié)合位點(diǎn)。這些DNA結(jié)合位點(diǎn)都朝向溶劑區(qū)。這個(gè)結(jié)果明白Snf2蛋白時(shí)刻準(zhǔn)備著與底物結(jié)合。當(dāng)Snf2其底物核小體時(shí)，兩個(gè)RecA 結(jié)構(gòu)域之間發(fā)生較大的構(gòu)像變化，蛋白被激活，ATP水解能力提高了將近5000倍。以此為基礎(chǔ)，文中提出了Snf2結(jié)合DNA的模型，為人們理解染色質(zhì)重塑復(fù)合物這一大類蛋白的工作機(jī)理提供了很好的基礎(chǔ)。

清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陳柱成研究員為本文的通訊作者；清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院2013級博士研究生夏顯和2012級博士研究生劉曉玉為本文的共同第一作者。清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院方顯楊研究員和博士研究生李同也參與了部分工作。上海同步輻射光源BL17U（SSRF）為數(shù)據(jù)收集提供了及時(shí)有效的支持。

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