新組蛋白去甲基化酶及其調控機理

【資料簡介】

繼4個月前生化與細胞所陳德桂研究組與景乃禾研究組合作發表一個新的組蛋白去甲基化酶KIAA1718（KDM7A）的發現及其在胚胎干細胞神經分化過程中的功能，及兩周前陳德桂研究組基因敲除與轉基因小鼠平臺合作發表另一個新的組蛋白去甲基化酶PHF8  （KDM7B）的發現及其調控rRNA轉錄的研究后，陳德桂研究組和復旦大學生物醫學研究院徐彥輝研究組合作進一步用線蟲蛋白質研究KDM7的作用機制，并用6種共結晶結構解釋其作用機制，該兩項研究在Cell  Research上剛剛發表。

 

與哺乳動物一樣，線蟲ceKDM7A也含有一個JmjC結構域和PHD結構域，體外酶活實驗發現在不需要PHD結構域情況下JmjC結構域具有去除H3K9和H3K27二甲基的雙活性組蛋白去甲基化酶，但在細胞內卻需要PHD結構域。PHD結構域結合H3K4*基，而且只有通過結合H3K4*基，該酶在細胞內才可以去除H3K9和H3K27二甲基。由于H3K9和H3K27二甲基與轉錄抑制相關，H3K4*基與轉錄激活相關，該研究提供了為什么與轉錄抑制相關的甲基化和與轉錄激活的甲基化不能在一起的解釋。

 

該研究對組蛋白甲基化等表觀遺傳機理研究有積極意義。該項工作得到了國家科技部、國家自然科學基金委、中國科學院及上海市科委的經費支持。

 

同時，他們完成了含有不同組蛋白甲基化修飾肽段的6種共結晶，從結構上解釋了該酶催化的特異性和底物識別機理，并發現該酶結合的H3K4*基和催化的H3K9二甲基應存在于不同的組蛋白上。