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胡红雨研究组揭示亨廷顿结合蛋白HYPB/SET2自抑制分子机理

2014-01-16 15:47 胡红雨研究组 中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所 阅读 0
核心摘要: 中国科学院上海生命科学研究院胡红雨研究组解析了亨廷顿结合蛋白HYPB/SET2的WW结构域与多聚脯氨酸肽段形成的自抑制结构,揭示了亨廷顿蛋白Huntingtin与HYPB相互作用的分子内调控机制。该研究利用核磁共振技术解析了抑制和开放两种状态的WW结构域溶液结构,为理解亨廷顿舞蹈症的致病机理和寻找药物靶点提供了新思路。相关成果发表于《Structure》杂志。

胡红雨研究组揭示亨廷顿结合蛋白HYPB/SET2自抑制分子机理

中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所胡红雨研究组解析了亨廷顿结合蛋白HYPB分子内部的WW结构域与多聚脯氨酸肽段所形成的自抑制结构,揭示了亨廷顿蛋白Huntingtin与HYPB相互作用的分子内调控机制。相关文章发表于2014年1月9日的《Structure》杂志上。

亨廷顿舞蹈症(Huntington's disease)是一种典型的神经退行性疾病,其主要病理特征是Huntingtin蛋白的多聚谷氨酰胺延伸突变引起神经细胞的退行性死亡,患者表现为运动、语言、智力方面的障碍。胡红雨课题组以前的工作解析了Huntingtin与亨廷顿结合蛋白HYPA/FBP11相互作用的结构基础(Y. G. Gao et al., Structure, 2006, 14, 1755),并阐明了异常谷氨酰胺延伸的Huntingtin蛋白积聚导致HYPA的细胞定位异常和剪接因子功能受损(Y. J. Jiang et al., J Biol Chem, 2011, 286, 25236)。

研究人员郜永光博士等首先发现了HYPB中的WW结构域被其附近的一段多聚脯氨酸肽段所抑制,然后用核磁共振方法解析了分别处于抑制和开放两种状态的WW结构域的溶液结构。三维结构分析表明该WW结构域与其它蛋白质的作用界面被其附近的多聚脯氨酸肽段覆盖,推测该肽段通过抑制WW结构域调节HYPB与Huntingtin蛋白的脯氨酸丰富区域之间的相互作用。该自抑制结构和分子内调控机制还得到核磁共振化学位移滴定以及细胞免疫荧光显微镜实验的证实。

该研究提出了Huntingtin与HYPB两蛋白质相互作用的一种新的调节模式,为将来进一步阐明亨廷顿舞蹈症的致病机理以及寻找药物靶点提供新的思路。

该项研究工作得到了国家科技部、基金委、中国科学院的经费支持。

原文摘要:

Autoinhibitory Structure of the WW Domain of HYPB/SETD2 Regulates Its Interaction with the Proline-Rich Region of Huntingtin

Yong-Guang Gao, Hui Yang, Jian Zhao, Ya-Jun Jiang, Hong-Yu Hu

亨廷顿病(HD)是一种常染色体显性遗传的神经退行性疾病,由亨廷顿蛋白(Htt)中多聚谷氨酰胺(polyQ)的扩展引起。Htt酵母双杂交蛋白B(HYPB/SETD2)是一种组蛋白甲基转移酶,直接与Htt相互作用并参与HD病理。利用核磁共振技术,我们表征了HYPB C末端的一段多聚脯氨酸(polyP)序列,该序列直接与随后的WW结构域相互作用,导致该结构域主要处于闭合构象状态。溶液结构显示,polyP序列从背面延伸并以典型的结合模式与WW核心结构域结合。这种自抑制结构调节HYPB的WW结构域与Htt的脯氨酸丰富区(PRR)之间的相互作用,核磁共振和免疫荧光技术证实了这一点。这项工作为Htt相互作用伙伴中WW结构域的分子内调控提供了结构和机制上的见解,并将有助于理解HD的病理。

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