クロマチン改造器ISWIの構造と調節

科学分野:

• 分子生物学
• クロマチン生物学
• 構造生物学

背景:

• ISWI (イミテーション・スイッチ) は,DNA複製や転写などのプロセスに不可欠なクロマチンリモデラーです.
• その活動は,ヒストンH4尾とDNA長さに影響される抑制性AutoNとNegCドメインによって調節される.
• AutoNとNegCの抑制とISWIの規制の正確なメカニズムは以前は不明でした.

研究 の 目的:

• そのAutoNドメインによるISWI阻害の構造的基礎を解明する.
• ヒストンH4ペプチド結合がISWIを活性化する方法を理解する.
• ISWI規制における NegC ドメインの役割を調査する.

主な方法:

• ミセリオフトーラ・サーモフィラのISWIの構造を決定するために,X線結晶学を用いた.
• ISWI単体およびヒストンH4ペプチドとの複合体の構造を分析した.
• 機能的調節を理解するために生化学的測定が暗示的に使用された.

主要な成果:

• AutoNドメインには,コア2ドメインを結合し,ISWIを不活性状態に保つ2つの抑制要素が含まれています.
• ヒストンH4ペプチドがコア2ドメインに結合し,AutoN結合部位を重なり,ISWIの活性化を説明する.
• NegCドメインは,核細胞外DNA長さに応じてISWIをアロステリックに調節する.

結論:

• AutoNドメインは,ISWIの触媒核の直接的阻害剤として作用する.
• ヒストンH4結合は,コア2ドメインへの競争的結合によって媒介されるISWIの主要な活性化剤である.
• ISWIの規制ドメイン (AutoN,NegC) とDNA/ヒストンの相互作用は,クロマチンの正確な制御に不可欠です.