組蛋白磷酸化和tRNA甲基化相關蛋白的結構與功能研究.pdf

1、本論文主要研究組蛋白修飾和tRNA修飾相關蛋白的結構與功能。
　　論文的前兩章介紹了人源蛋白MCPH1串聯(lián)BRCT結構域的結構與功能。MCPH1蛋白參與到DNA損傷修復過程中，它含有三個BRCT結構域，其中位于N端的第一個BRCT結構域與染色質(zhì)重塑復合物SWI-SNF結合，并把SWI-SNF復合物帶到DNA損傷位點，使緊密的染色質(zhì)變的松散;位于C-端的第二個和第三個BRCT結構域?qū)儆诖?lián)BRCT結構域，他被證實參與結合磷酸化的組蛋

2、白變異體H2AX(γH2AX)。γH2AX發(fā)生在DNA修復反應的早期并引發(fā)了下游的修復過程，在DNA的損傷修復過程中扮演著重要角色。在本論文中，通過采用X射線晶體學和生物化學相結合的方法，我們研究MCPH1串聯(lián)BRCT結構域識別γH2AX的分子機制。首先我們用熒光偏振的方法測定了MCPH1串聯(lián)BRCT與γH2AX小肽的親和力，結果表明它們之間有很強的的相互作用。然后，我們分別解析了串聯(lián)BRCT以及它與γH2AX小肽復合物的晶體結構，并與

3、其他經(jīng)典的串聯(lián)BRCT結構相比較，我們的結構顯示MCPH1采用一種新的RXXN motif代替RXXK motif來識別γH2AX。此外，MCPH1對磷酸化+3位的殘基（Tyr，位于小肽的C末端）有選擇性，它傾向于結合C末端有COOH基團的小肽，C-末端的氨基化明顯減弱了它們的相互作用。我們進一步證明MCPH1串聯(lián)BRCT結構域與內(nèi)源性的γH2AX有相互作用。我們的研究揭示了MCPH1串聯(lián)BRCT結構域識別γH2AX的分子機理。

4、　　論文的后兩章介紹了釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）tRNA m1G9甲基轉移酶scTrm10的酶活催化機制。tRNA的甲基化是一種很普遍的修飾，這種修飾對tRNA的生物學功能是必需的。然而鳥嘌呤G的N-1甲基化(m1G)在tRNA修飾中卻比較罕見，目前在兩個位點上發(fā)現(xiàn)了m1G甲基化:位于anti-codon附近的m1G37和位于D-loop和acceptor stem連接處的m1G9。據(jù)最近的文獻報道，T

5、rm10家族蛋白被發(fā)現(xiàn)與tRNA m1G9的形成有關，但是，該反應的催化機制以及Trm10與底物tRNA的結合機制尚不清楚。在本工作中，我們解析了釀酒酵母scTrm10與小分子底物SAH的復合物晶體結構。通過拓撲結構分析，我們發(fā)現(xiàn)scTrm10的酶活結構域?qū)儆赟POUT甲基轉移酶家族。因為目前已知的SPOUT家族甲基轉移酶都是同二聚體，所以我們使用X射線小角散射(SAXS)的方法研究了裂殖酵母spTrm10的溶液結構，結果證明spTrm

6、10在溶液中呈現(xiàn)單體狀態(tài)，而且它的N端區(qū)域在溶液中非?；钴S。通過體外的酶活實驗、ITC實驗和分子docking結果，我們猜測兩個保守殘基參與了甲基轉移反應:D210可能在酶活反應充當著轉移甲基的作用，而Q118則與tRNA G9有直接的相互作用。進一步，我們用EMSA實驗證實了scTrm10的N端區(qū)域和酶活結構域的堿性區(qū)域都可以識別tRNA。通過該研究，我們第一次報道了釀酒酵母scTrm10的晶體結構，并進一步分析了它催化tRNA m1