【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】12月31日，《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)在線發(fā)表了題為Crystal structure of human LDB1 in complex with SSBP2 的論文，該項(xiàng)工作由中國科學(xué)院生物物理研究所許文青/梁棟材課題組和美國國立衛(wèi)生研究院Ann Dean課題組合作完成。
 

　　增強(qiáng)子是DNA上一小段可與蛋白質(zhì)結(jié)合的區(qū)域，與蛋白質(zhì)結(jié)合之后，基因的轉(zhuǎn)錄作用將會加強(qiáng)。增強(qiáng)子可能位于基因上游，也可能位于下游。且不一定接近所要作用的基因，甚至不一定與基因位于同一染色體。這是因?yàn)槿旧|(zhì)的纏繞結(jié)構(gòu)，使序列上相隔很遠(yuǎn)的位置也有機(jī)會相互接觸。
 

　　增強(qiáng)子是一種控制基因表達(dá)與否的開關(guān)，它們往往遠(yuǎn)離其控制的基因，坐落于編碼框之外。因此，距離基因很遠(yuǎn)的增強(qiáng)子和基因之間的DNA成環(huán)是基因轉(zhuǎn)錄激活非常關(guān)鍵的一步。在哺乳動物紅細(xì)胞中，LDB1蛋白雖然自身不結(jié)合DNA，但是分別結(jié)合在遠(yuǎn)距離增強(qiáng)子和紅細(xì)胞生成相關(guān)基因上的LDB1轉(zhuǎn)錄復(fù)合物，可通過LDB1的二聚體化實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離增強(qiáng)子和啟動子之間的互作。LDB1-SSBP復(fù)合物是多種重要蛋白復(fù)合物如Wnt增強(qiáng)子復(fù)合物和LDB1轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的核心復(fù)合物，對發(fā)育至關(guān)重要。SSBP蛋白阻止LDB1蛋白在26S蛋白酶體中被降解，維持LDB1復(fù)合物的穩(wěn)定性，進(jìn)而促進(jìn)轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的裝配，調(diào)控基因的表達(dá)。但是LDB1與SSBP如何相互作用和LDB1如何形成同源二聚體的分子機(jī)制尚未被揭示。
 

　　增強(qiáng)子可分為細(xì)胞專一性增強(qiáng)子和誘導(dǎo)性增強(qiáng)子兩類：①組織和細(xì)胞專一性增強(qiáng)子。許多增強(qiáng)子的增強(qiáng)效應(yīng)有很高的組織細(xì)胞專一性，只有在特定的轉(zhuǎn)錄因子(蛋白質(zhì))參與下，才能發(fā)揮其功能。②誘導(dǎo)性增強(qiáng)子。這種增強(qiáng)子的活性通常要有特定的啟動子參與。例如，金屬硫蛋白基因可以在多種組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄，又可受類固醇激素、鋅、鎘和生長因子等的誘導(dǎo)而提高轉(zhuǎn)錄水平。
 

　　該論文報(bào)道了LDB1/SSBP2復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)。作者發(fā)現(xiàn)LDB1二聚體結(jié)構(gòu)域(DD)包含一個N端核轉(zhuǎn)運(yùn)因子2(NTF2)樣子結(jié)構(gòu)域和一個由α螺旋4和α螺旋5組成的子結(jié)構(gòu)域，它們共同構(gòu)成了LDB1二聚體作用面。LDB1二聚體的兩個LDB/Chip保守結(jié)構(gòu)域(LCCD)位于核心DDs的側(cè)面，每個LCCD與SSBP2二聚體形成廣泛的相互作用。LDB1 DD和LCCD之間的保守linker覆蓋了LDB1 NTF2-like子結(jié)構(gòu)域的潛在的配體結(jié)合口袋，這可能成為LDB1結(jié)構(gòu)和功能的調(diào)控位點(diǎn)。此外，該文中的結(jié)構(gòu)和生物化學(xué)數(shù)據(jù)為理解LDB1和LDB1/SSBP2相互作用如何成為調(diào)控細(xì)胞選擇決定和長距離增強(qiáng)子-啟動子相互作用的不同復(fù)合物的結(jié)構(gòu)核心，提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
 

　　啟動子是RNA 聚合酶識別、結(jié)合和開始轉(zhuǎn)錄的一段DNA 序列，它含有RNA 聚合酶特異性結(jié)合和轉(zhuǎn)錄起始所需的保守序列，多數(shù)位于結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的上游,啟動子本身不被轉(zhuǎn)錄。但有一些啟動子(如tRNA啟動子)位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的下游,這些DNA序列可以被轉(zhuǎn)錄。啟動子的特性初是通過能增加或降低基因轉(zhuǎn)錄速率的突變而鑒定的。啟動子一般位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的上游。