清华大学生科院最新Nature子刊文章-染色质重塑蛋白的结构及调控机制

　　2016年08月28日讯 清华大学生命科学学院陈柱成课题组在《Nature Structural & Molecular Biology》在线发表题为《染色质重塑因子SWI/SNF基态的结构》（Structure of chromatin remodeler Swi2/Snf2 in the resting state）的研究论文，阐述了一类重要的染色质重塑蛋白的结构及调控机制。

　　在真核生物细胞内，DNA缠绕着组蛋白八聚体形染色质的基本组成单位：核小体。染色质在包装遗传物质等方面发挥着重要作用。然而染色质的高级结构对细胞内的一些生理过程，如DNA复制、转录、修复等产生了巨大的障碍。SWI/SNF家族染色质重塑复合物是一类多功能的蛋白机器，它通过利用ATP水解的能量调控染色质的结构。这类复合物从酵母到人都较为保守，但目前为止人们对其发挥功能的分子机理尚不了解。

　　该研究通过晶体学的方法解析了第一个高分辨的SWI/SNF家族复合物蛋白Snf2的结构，衍射分辨率达到2.3埃。Snf2的结构说明了它的自抑制机理。Snf2蛋白中的两个核心RecA 结构域通过疏水界面相互作用，从而使蛋白处于抑制状态，其水解ATP的速率很低。该研究同时鉴定出几个保守的DNA结合位点。这些DNA结合位点都朝向溶剂区。这个结果明白Snf2蛋白时刻准备着与底物结合。当Snf2其底物核小体时，两个RecA 结构域之间发生较大的构像变化，蛋白被激活，ATP水解能力提高了将近5000倍。以此为基础，文中提出了Snf2结合DNA的模型，为人们理解染色质重塑复合物这一大类蛋白的工作机理提供了很好的基础。

　　清华大学生命科学学院陈柱成研究员为本文的通讯作者；清华大学生命科学学院2013级博士研究生夏显和2012级博士研究生刘晓玉为本文的共同第一作者。清华大学生命科学学院方显杨研究员和博士研究生李同也参与了部分工作。上海同步辐射光源BL17U（SSRF）为数据收集提供了及时有效的支持。