清華大學陳柱成課題組Nature發表結構生物學重要研究成果
日期：2016-12-07 08:47:21
染色質重塑蛋白ISWI與Snf2、Chd1、Ino80同屬于SWI2/SNF2 家族。ISWI是一些染色質重塑復合體的催化亞基，這些復合物沿著基因組DNA移動核小體，協助復制前進、轉錄抑制、異染色質形成和其他細胞核過程。
ISWI的ATPase馬達是一個自主的重塑機器，其C端HSS結構域負責結合核小體外的linker DNA。ISWI催化核心的活性受到AutoN和NegC結構域的抑制，而H4尾巴和核小體外DNA對此起反作用，以確保適當的染色質景觀。目前人們還不清楚AutoN和NegC是如何抑制和調控ISWI的。
清華大學陳柱成（Zhucheng Chen）教授的團隊對此進行了深入研究。他們十二月六日在Nature雜志上發表文章，揭示了染色質重塑蛋白ISWI的結構和調控機制。陳柱成教授曾師從著名結構生物學家尼古拉－帕夫拉提奇，研究DNA損失修復以及DNA同源重組的分子機理。2011年回國參加工作，2012年入選中共中央組織部“千人計劃”青年組。當前的主要研究方向包括微絲的動態調控機制，及染色質重組復合物結構與功能。
研究人員獲得了嗜熱酵母（Myceliophthora thermophila）ISWI及其與組蛋白H4形成復合體時的晶體結構。研究顯示，N端AutoN結構域含有兩個抑制性元件，它們共同結合core2結構域，使酶保持在失活構象。H4與core2結構域的結合位點與其中一個AutoN結合位點一致，這解釋了H4激活ISWI的機制。C端NegC結構域參與了core2結構域的結合，作為ISWI的變構元件對核小體外DNA長度進行應答。
近年來，陳柱成教授陸續發表了多項結構生物學研究成果。前不久，他領導研究團隊首次獲得了細胞核肌動蛋白N-actin復合體的晶體結構，為人們揭示了N-actin的主要結構特征。這項研究于七月二十五日發表在美國國家科學院院刊PNAS雜志上。
陳柱成教授的研究團隊此前還在Nature Structural & Molecular Biology雜志上發表文章，揭示了染色質重塑蛋白Swi2/Snf2在靜息狀態下的晶體結構。這個家族的蛋白通過移動、去除和重建核小體，在真核細胞中調控大量的核酸事務。
去年八月，陳柱成教授與俞立教授等人合作證實，CapZ通過促進隔離膜（isolation membrane）內的肌動蛋白組裝調控自噬體膜的形成。自噬是一個相當保守的細胞過程。自噬可以清除蛋白質積聚物、受損線粒體以及外來病原體，平衡細胞生長和發育過程中的物質合成與分解。自噬與多種生理過程和人類疾病有關，是生物醫學研究領域的一大熱點。
