论文部分内容阅读
转录调节因子是一类能与靶基因结合并具有转录调节功能的蛋白，其DNA结合结构域的结构模式呈现出一些典型的特征，如碱性螺旋-环-螺旋、螺旋-转角-螺旋、锌指和碱性亮氨酸拉链等，通过这些基序上氨基酸残基与DNA碱基或磷酸骨架之间的相互作用，使得蛋白与DNA的结合具有很高的亲和力和特异性。膜结合转录调节因子需经过激活后才能释放出具有转录活性的蛋白，其机制主要有三种:膜内蛋白水解作用、泛素/蛋白酶体依赖的水解作用和选择性剪接。 髓鞘基因转录调节因子(myelin-gene regulatory factor，MYRF)为膜结合转录调节因子家族中的一员，主要负责少突细胞的分化成熟和中枢神经系统轴突的髓鞘形成，它的缺失会引起新的少突细胞无法形成、运动学习障碍和轴突无法形成髓鞘等问题。MYRF具有三个结构域，DNA结合结构域、自剪切结构域和跨膜域。它的激活释放机制与噬菌体尾刺蛋白相似，通过自剪切结构域发生自剪切并形成三聚体，从而转移到核内调控基因表达。MYRF的DNA结合结构域与酵母减数分裂过程中所必需的一个转录激活因子Ndt80同源，但序列同源性较低，由于目前尚无MYRF DNA结合结构域与DNA的复合体结构，其详细的DNA识别机制还尚不明确，也无从得知MYRF是如何调控下游基因的表达和中枢神经系统的髓鞘化。 本研究报道了人源髓鞘基因转录调节因子(hMYRF)的DNA结合结构域的晶体结构，分辨率为1.85(A)。它呈现出与Ndt80结构相似的s-type Ig-fold构象，并通过三个区域之间的氢键相互作用在晶体中形成三聚体;而分子筛色谱和分析超速离心实验证实hMYRF DNA结合结构域在溶液中是以单体的形式存在，同时凝胶迁移实验证实单体的hMYRF DNA结合结构域与DNA的结合仍具有很高的特异性，这些结果说明单体形式的hMYRF DNA结合结构域是稳定的，并可能在其跨膜运输或DNA结合过程中发挥重要作用。我们鉴定了几个hMYRFDNA结合结构域上与DNA结合相关的重要氨基酸残基，特别是其C端的Arg521。突变实验证实，R521A与DNA的亲和力只有野生型的17％左右。由于未能获得hMYRF DNA结合结构域与DNA的复合体结构，我们采用分子对接的方法建立了一个可能的蛋白-DNA复合体结构模型。在该结构模型中，hMYRF DBD域以单体的形式结合DNA，DNA与其c-e loop、e-f loop和C端尾均有相互作用，有助于我们进一步理解MYRF的转录调控机制。