英国科学家成功解析单泛素连接酶复合物的结构

  • 时间:
  • 浏览:2
  • 来源:大发时时彩下注平台-大发时时彩注册平台_大发时时彩官网平台

2019年10月31日,来自英国剑桥的Lori A. Passmore在Nature杂志发表文章,Structure of the Fanconi anaemia monoubiquitin ligase complex,使用冷冻电镜和质谱技术解析了FA核心复合物的形态学 ,另有俩个 FANCB-FAAP100二聚体组成中心,两侧是FANCL的环指形态学 。这另有俩个 异三聚体作为支架,便于其余的俩个 亚单位进行组装,并构成另有俩个 扩展性不对称性形态学 。FANCB、FANCL和FAAP100突变因为 因为 支架的不稳定,进而破坏整个复合物,因为 FA通路的失活。此外,FANCB和FAAP100我嘴笨 缺乏序列上同源性,但形态学 上具有类似性;另有俩个 FANCL亚单位在复合物相对的两端具有不同的构象,表明每个FANCL具有不同的功能,有时候类似二聚环指形态学 域在形态学 和功能的不对称性因为 是E3泛素连接酶的普遍形态学 。

研究人员在昆虫细胞中过表达鸡源(Gallus gallus)FA核心复合物的8个亚单位,并纯化重组成具有活性的全版复合物,不不可以特异性对FANCD2而都不 FANCI进行单泛素化修饰。冷冻电镜显示FA核心复合物是约25nm的细长形态学 ,经过3D重构得到分辨率为4.2Å的形态学 。外围区域因为 构象的灵活性其分辨率要低于中间核心区域。分析发现,FA形态学 分为三每项:顶部、中间部份和基底。基底带有底物识别模块(FANCC、FANCE和FANCF),而从中心伸出的臂因为 是FANCG,催化模块(FANCB、FANCL和FAAP100)组成中间每项。利用交联质谱技术检测距离相近的残基,显示83另有俩个 分子间和分子内交联,其中40%居于FANCB、FANCL和FAAP100,与三者形成紧密复合物中心是一致的。综合利用冷冻电镜、质谱、交联质谱、同源模拟和二级形态学 预测等数据,构建了另有俩个 带有所有FA核心复合物亚单位(除FANCA之外)的形态学 模型。

FA形态学 显示另有俩个 FANCB-FAAP100异二聚体居于中间区域,并伸出长α螺旋组成2对卷曲螺旋(coiled coils),将中心的β链与螺旋束连接起来。在卷曲螺旋的外周端有配对的β螺旋桨,来自FANCB或FAAP100的N端形态学 域,其中FANCB的β螺旋桨靠近卷曲螺旋,FAAP100的β螺旋桨靠近FANL的ELF形态学 域。尽管FANCB和FAAP100这麼序列的同源性,但两者在整体形态学 和形态学 域组织上非常类似。FANCL由ELF、URD、环指形态学 域构成,居于复合物的基底,有时候其与FANCB-FAAP100卷曲螺旋有相互作用。FANCG带有四肽重复序列(tetratricopeptide repeats,TPRs),与中心的FANCB-FAAP100二聚体相交联,对FANCA与FA核心复合物的结合是必需的。FANCG和催化模块间有个通道。底物识别模块(FANCC、FANCE和FANCF)居于基底,组成α螺旋弧,FANCF居于螺旋弧的中心位置。FANCL的环指形态学 、ELF形态学 域和FANCE、FANCF相互作用,FANCL的URD形态学 域和FANCC、FANCE相互作用,FANCC的C端形态学 域和FANCE非常靠近。

二聚化对有些E3泛素连接酶的活性是必需的,如Rad18、RNF8、CHIP等同源二聚体和BRCA1-BARD1、Ring1b-Bmi1异源二聚体。类似都带有另有俩个 环指形态学 -U盒形态学 ,以非对称的最好的法律法律依据排列,有时候仅有另有俩个 功能性E2结合位点。有时候,形态学 和功能的非对称性因为 是E3泛素连接酶的通用形态学 。FANCL的另有俩个 环指形态学 因为 有形态学 上功能,促使底物和FANCE的结合,可是环指形态学 因为 是E3催化中心,促使泛素基团转移到底物FANCD2。此外,FA病人中检测到的大每项FA复合物突变因为 蛋白截短,有时候居于在FA核心复合物形态学 的付近,仍然残留单泛素化连接酶的活性,保留每项活性;但携带FANCB或FANCL突变因为 破坏催化模块和支架形态学 ,病人受到严重影响。

总的来说,该研究构建了FA核心复合物的形态学 模型,揭示了FA识别并催化底物的分子形态学 机制,为理解FA的E3泛素连接酶活性和DNA链间交联修复提供基础。

背景

FA核心复合物由8个亚单位组成:FANCA、FANCB、FANCC、FANCE、FANCF、FANCG、FANCL和FAAP100。E3泛素连接酶FANCL带有另有俩个 环指形态学 域(RING-finger domain)有时候可与FANCB、FAAP100构成催化模块。FANCA和FANCG是染色质靶向模块,FANCC、FANCE和FANCF形成底物识别模块。Fanconi anaemia(FA)通路参与修复内源性和中疗诱导DNA交联引起的DNA损伤,并对复制应激居于响应。FA通路的失活突变会损害发育,抑制造血、促使癌症居于发展。当DNA损伤居于时,FA核心复合物——多蛋白E3泛素连接酶对异二聚体FANCD2-FANCI的FANCD2的K561位点进行单泛素化修饰。激活的FANCD2结合到染色质和BRCA1、BRCA2-FANCD1蛋白复合体组成的DNA修复灶。BRCA2/FANCD1直接结合RAD51和DNA,参与同源介导的DNA修复,去除DNA交联因为 稳定暂停的复制叉。FA核心复合物在DNA修复过程中起重要作用,但亲戚亲戚朋友对于FANCL要怎样加入到复合物并对FANCD2-FANCI底物进行位点特异的单泛素化修饰,以及突变要怎样破坏复合物的功能等缺乏分子层面的理解。