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研讨展现拟南芥组蛋白去甲基化酶JMJ13的构造功用
公布日期:2019-03-26   泉源:中科院网站
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JMJ13和底物H3K27me3小肽复合物的晶体结构

3月21日,《天然-通信》(Nature Communications)杂志在线宣布了中国科学院份子动物科学卓着立异中央/动物心理生态研究所上海动物顺境生物学研究中心杜嘉木研讨组、中科院遗传取发育生物学研究所曹晓风研讨组和河北师范大学孙大业研讨组合做完成的题为The Arabidopsis H3K27me3 demethylase JUMONJI 13 is a temperature and photoperiod dependent flowering repressor的研讨论文。

组蛋白润饰在动物生长发育过程中发挥着至关重要的感化,它取基因缄默沉静、基因激活、染色体形状建成和遗传物质修复等生物学题目亲切相干。组蛋白去甲基化酶在组蛋白润饰的静态调控中起偏重要感化。之前杜嘉木课题组和曹晓风课题组协作完成了拟南芥H3K4me3去甲基化酶JMJ14的复合物构造和功用,该研讨于2018年宣布在Plant Cell杂志上。该研讨中,杜嘉木课题组和曹晓风课题组及孙大业课题组继承协作,起首,经由过程体内和体外实行离别证实了JMJ13是H3K27me3位点特异性的组蛋白去甲基化酶。接着经由过程构造生物学的手腕离别剖析了JMJ13-AKG复合物和JMJ13-NOG-H3K27me3复合物的晶体结构。JMJ13整体构造包孕Jumonji,helical,zinc finger三个构造域,个中zinc finger构造域并不是之前展望的C5HC2型锌指,而是新型的C4HCHC型锌指构造域。在JMJ13和H3多肽的复合物构造中,N402、E295和Y282经由过程氢键到场辨认H3K27me3。D236和D296离别取组蛋白H3的R26和S28构成氢键。F179经由过程聚积感化辨认P30,决意了JMJ13辨认组蛋白润饰的序列特异性。突变到场多肽辨认的要害氨基酸,能明显低落JMJ13的酶活。风趣的是,在序列上JMJ13是KDM4亚家属的成员,而在构造域上JMJ13取KDM5亚家属相似(Jumonji-helical-zinc finger),在功用上JMJ13特异性天辨认H3K27me3,取UTX等KDM6亚家属成员相似。

接下来,研究人员展开了JMJ13的功用研讨。JMJ13突变体在少日照条件下呈早花表型。风趣的是,在短日照条件下,22℃造就JMJ13突变体无着花表型,而28℃造就突变体有早花表型。进一步遗传剖析注解,JMJ13在FLM/SVP和CO/GI上游施展功用。因而,H3K27me3去甲基化酶JMJ13经由过程温度和光周期路子抑止着花。

河北师范大学教授郑术芝和顺境中央博士生胡泓淼为论文的配合第一作者。杜嘉木、孙大业和曹晓风是该论文的配合通信作者。顺境中央量谱平台为该研讨供应了资助。上海同步辐射光源国度蛋白质设备BL19U1(SSRF)为数据收集处置惩罚供应了实时有用的支撑。该研究工作获得国家自然科学基金委、中科院及动物份子遗传国家重点实验室相干经费的赞助。

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