近日，betway体育下载 與澳門大學合作在Cell Research在線發表題為Structural basis of nucleosome deacetylation and DNA linker tightening by Rpd3S histone deacetylase complex的研究論文。該研究通過生化手段及單顆粒冷凍電鏡技術確定了Rpd3S組裝模式，並且以多種不同核小體底物模擬Rpd3S去乙酰化過程中的不同狀態，成功捕獲了Rpd3S在H3K36甲基化依賴的去乙酰化過程中的多個構象，以及與LinkerHistoneH1共存的模式。基於以上結果本研究提出：Rpd3S通過其Eaf3亞基上的CHD識別H3K36me3，並利用Sin3basicsurface與DNA的靜電相互作用作為錨點，以多個不同的模式與核小體底物相結合，來移除不同區域組蛋白尾巴賴氨酸的乙酰基；另外，Rpd3S完成去乙酰化功能伴隨著雙側DNAlinkerα角度的減小，提示Rpd3S不但可以擦除帶負電的乙酰基團，同時也可能以與linkerDNA直接作用的方式來收緊DNA並幫助壓縮染色質；而與H1的共存模式進一步提示了去乙酰化複合物與連接組蛋協同凝縮染色質的可能性。

在真核細胞中，組蛋白去乙酰化酶（Histone deacetylation, HDAC）以依賴於上遊組蛋白修飾的形式來調控基因的轉錄水平，同時防止隱性轉錄的發生。在釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中，組蛋白去乙酰化酶Sin3 HDAC以Rpd3S和Rpd3L兩種多亞基複合物形式分別存在於基因編碼區及啟動子區域。在基因轉錄過程中，Set2-Rpd3S通過聯係組蛋白甲基化狀態和去乙酰化的進程來維持染色質的穩定性，並防止異常隱性轉錄的發生。在過去的報道中，Rpd3S被認為不僅可以對所有四個組蛋白尾巴上的特定賴氨酸乙酰基發揮作用，並且能同時穩定核小體的動態變化。然而，Rpd3S多位點、多功能性的特點，目前在機理上並未得到明確的闡釋。

值得一提的是，在7月19日，Nature雜誌在線發表清華大學李海濤課題組和閆創業課題組題為Diverse modes of H3K36me3-guided nucleosomal deacetylation by Rpd3S的文章，通過結構和生化手段對Rpd3S在H3/H4 deacetylation構象下的分子機製做了詳盡的探討。本研究對前述H3/H4 deacetylation的工作機製做了進一步的驗證和支持，同時提出了Rpd3S在不同H3K36me3和linkerDNA協作的條件下多個全新的結合模型，發現Rpd3S複合物各亞基的組裝模式以及識別核小體底物的關鍵氨基酸位點，揭示了Rpd3S通過調整與核小體的相對位置實現對不同組蛋白去乙酰化的分子機製；同時，也發現了Rpd3S完成去乙酰化與Hho1發生時空伴隨，可能是Rpd3S去乙酰化後移向+1核小體與Hho1協同參與組裝和壓縮染色質並進一步沉默基因轉錄。

廣州健康院博士生董淑琦、博士後NadiaRasheed，澳門大學博士後李華東、博士生王美林為本文共同第一作者，廣州健康院何俊研究員與澳門大學William Chong Hang Chao教授為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、中國科學院啟動基金以及澳門大學、澳門特別行政區科學技術發展基金等的資助。

論文鏈接

圖1. A：Rpd3S去乙酰化H3K9的cryo-EM電子密度圖及搭建模型圖；B：Rpd3S去乙酰化H3/H4不同賴氨酸殘基的western blotting結果；C：H3 N端K9Q與Rpd3的酶活中心相互作用圖；D：Sin3 basic surface氨基酸與DNA相互作用圖；E：Rco1 AIM與DNA相互作用圖；F：CHD芳香籠與H3K36me3相互作用圖；G：Rco1 PHD與DNA相互作用圖。