多功能轉錄因子CTCF含有11個串聯鋅指,在基因表達過程中起著關鍵性的作用。它在基因組中有著多種結合位點;通過與這些不同的結合位點結合,CTCF可以使得線性的染色質成環,形成拓撲結構,并在此基礎上進一步架構為染色質的三維空間構象。雖然CTCF的11個串聯鋅指的可塑性是其識別基因組中多個位點的必要因素,但這11個鋅指的動力學性質卻未有深入研究。
研究課題組因此將CTCF的11個串連鋅指區域作為一個整體,利用液態核磁共振的方法得到了CTCF ZFs 1-11的化學位移指認,并解析了每一個鋅指的核磁結構。據了解,這是核磁目前解析的具有最多數目結構域的蛋白質。進一步的核磁主鏈動力學、殘余偶極耦合和小角X射線散射實驗證實了在未結合核酸狀態下,CTCF ZFs 1-11具有相當的柔性。來自于原鈣粘蛋白基因簇的兩段不同DNA片段和CTCF ZFs 1-11的核磁結合實驗表明CTCF采用不同區段鋅指、以不同的結合強度進行應答;結合CTCF ZFs 1-11的化學位移指認,從而可系統性地研究染色質上的不同DNA結合位點與CTCF的互作模式。該研究對于闡釋CTCF與多種DNA結合的分子機理以及其結合過程中CTCF蛋白的構象變化有重要意義。
論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.8b01440。
CTCT與DNA相互作用示意圖