近日,滕脈坤教授、姚雪彪教授帶領(lǐng)的研究組揭示了人類范可尼貧血互補群蛋白M
(FANCM)與其關(guān)聯(lián)因子蛋白復(fù)合物MHF1/MHF2的三元復(fù)合物結(jié)構(gòu),以及此三元復(fù)合物之間的分子識別和相互作用新機制,為范可尼貧血的致病機理研
究提供了新的線索和思路。此發(fā)現(xiàn)將推動人們對人類細胞復(fù)制叉監(jiān)督修復(fù)機制和著絲粒組裝過程的深入理解。相關(guān)研究成果于4月17日在線發(fā)表在Nature子
刊Nature Communications上。
范可尼貧血是一種非常罕見的遺傳疾病,該病患者具有自身染色體不穩(wěn)定的基本特征,常表現(xiàn)出對癌癥的易感性。目前人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了13種范可尼貧血互補群
蛋白質(zhì)及其關(guān)聯(lián)因子,它們均為DNA鏈間交聯(lián)損傷修復(fù)通路關(guān)鍵蛋白。其中FANC-A、-B、-C、-E、-F、-G、-L和-M等8種FA蛋白與另外4
種關(guān)聯(lián)因子(FAAP24、FAAP100、MHF1/MHF2)組成FA核心復(fù)合體,行使E3泛素連接酶功能。FANCM為FA核心復(fù)合體中的必需組
分,具有DNA結(jié)合能力,并可介導(dǎo)核心復(fù)合體與DNA的結(jié)合,其缺失或突變會導(dǎo)致核心復(fù)合體喪失泛素化連接酶活性。組蛋白樣FANCM結(jié)合蛋白
MHF1/MHF2可促進FANCM的DNA支鏈遷移活性。
該研究組利用X射線晶體學(xué)、生物化學(xué)及細胞生物學(xué)技術(shù)手段分別解析了人類MHF1/MHF2二元復(fù)合物和MHF1/MHF2與FANCM蛋白
661-800區(qū)段三元復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu),首次發(fā)現(xiàn)MHF1和MHF2自身可形成緊密的四聚體,F(xiàn)ANCM蛋白661-800區(qū)段通過雙“V”字構(gòu)型與之
結(jié)合,并形成全新的DNA結(jié)合位點(下圖)。
胞內(nèi)免疫熒光共定位實驗及體外生化實驗證明,MHF1-MHF2復(fù)合物與FANCM之間的結(jié)合狀態(tài)直接決定了FANCM的細胞定位,且已發(fā)現(xiàn)的范可尼
貧血致病突變體正是通過干擾上述相互作用關(guān)系影響了FANCM蛋白的亞細胞定位。這一原創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)初步闡明了FANCM蛋白在DNA損傷修復(fù)過程中的作用
機理,并為范可尼貧血的致病機理研究提供了新的線索和思路。
在該項研究中,滕脈坤研究組完成了結(jié)構(gòu)解析、科學(xué)問題發(fā)現(xiàn)及生化驗證等工作,姚雪彪研究組提供了必要的細胞生物學(xué)證據(jù),完善了相關(guān)論據(jù)。該項研究受到國家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院、教育部以及安徽省自然科學(xué)基金等的資助。
近年來,滕脈坤教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組完成了多項真核生物基因調(diào)控相關(guān)結(jié)構(gòu)機理研究,重要成果先后發(fā)表在生物領(lǐng)域權(quán)威學(xué)術(shù)期刊如《美國科學(xué)院院刊》
[PNAS. (2011)]、《細胞研究》[Cell Res.(2011)]和《生物化學(xué)雜志》[J. Biol. Chem.(2012)]上。
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