上海生科院發(fā)現(xiàn)裂殖酵母端粒結(jié)合蛋白Taz1結(jié)構(gòu)和功能上的保守機(jī)制
上海生科院發(fā)現(xiàn)裂殖酵母端粒結(jié)合蛋白Taz1結(jié)構(gòu)和功能上的保守機(jī)制
國際學(xué)術(shù)期刊Cell Research 于6月19日在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所國家蛋白質(zhì)科學(xué)中心(上海)雷鳴研究組的最新研究成果“Fission yeast telomere-binding protein Taz1 is a functional but not a structural counterpart of human TRF1 and TRF2”,發(fā)現(xiàn)裂殖酵母端粒結(jié)合蛋白Taz1結(jié)構(gòu)和功能上的保守機(jī)制。
端粒是真核生物染色體最末端的區(qū)域,雖然不具備編碼蛋白質(zhì)的功能,但是端粒對(duì)染色體的保護(hù)功能在基因完整性和細(xì)胞生理學(xué)其他方面的調(diào)節(jié)都起著至關(guān)重要的作用。端粒長度的異常與癌癥及早衰等疾病之間存在密切關(guān)聯(lián)。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中,TRF1和TRF2是最早發(fā)現(xiàn)的端粒結(jié)合蛋白,包含有一個(gè)中心的TRFH結(jié)構(gòu)域和一個(gè)碳末端的Myb結(jié)構(gòu)域。TRF1和TRF2各自只含有一個(gè)Myb結(jié)構(gòu)域,通過TRFH結(jié)構(gòu)域形成同源二聚體發(fā)揮其結(jié)合端粒NDA的功能。裂殖酵母Taz1能夠結(jié)合端粒雙鏈DNA,在裂殖酵母端粒長度調(diào)節(jié)和保護(hù)中發(fā)揮重要的作用,被認(rèn)為是哺乳動(dòng)物TRF蛋白的功能類似物。然而,Taz1在裂殖酵母中發(fā)揮上述作用的結(jié)構(gòu)與功能的分子機(jī)制并不清楚。
在該研究中,鄧瑋等科研人員在研究員雷鳴的指導(dǎo)下,成功解析了Taz1不同結(jié)構(gòu)域的高質(zhì)量晶體結(jié)構(gòu)。結(jié)合遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,他們的研究揭示了Taz1中心的Taz1HD結(jié)構(gòu)域同TRFH結(jié)構(gòu)域之間結(jié)構(gòu)類似但并不相同,也沒有形成TRFH中所含有的多肽結(jié)合口袋。Taz1并不能夠利用Taz1H形成同源二聚體,反而是利用四個(gè)a-螺旋所構(gòu)成的集束(Taz1DD結(jié)構(gòu)域)調(diào)節(jié)Taz1二聚體的形成。此外,同哺乳動(dòng)物中的情況類似,Taz1二聚體的形成,對(duì)于其在端粒上的定位及端粒長度調(diào)節(jié)作用的發(fā)揮是至關(guān)重要的。上述研究成果表明在不同的物種中,端粒結(jié)合蛋白具有結(jié)構(gòu)上的可塑性和功能上的保守性,可以通過組合不同的結(jié)構(gòu)元件發(fā)揮其保守的生物學(xué)功能。
該研究工作受到國家科技部、國家自然科學(xué)基金委、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)以及HHMI的經(jīng)費(fèi)資助。

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