《組蛋白去甲基化酶LSD2的結構和功能研究》是依託復旦大學，由徐彥輝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：組蛋白去甲基化酶LSD2的結構和功能研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：徐彥輝
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目致力於對組蛋白賴氨酸去甲基化酶LSD2的結構與功能研究。LSD2可去組蛋白H3K4me2甲基化修飾，是LSD1的唯一同源蛋白酶。LSD2的缺失導致卵母細胞起源的胚胎死亡及DNA甲基化水平改變，提示其功能的重要性。LSD2的結構域組成，基因組定位及調控的基因都與LSD1不同，目前對LSD2的結構和功能研究都非常有限。申請人通過前期工作發現一系列與LSD2結合的蛋白並從中鑑定出PO（putative oxidoreductase）可以結合LSD2並提高LSD2酶活性，獲得了LSD2蛋白的晶體。申請人此基礎上提出本項目申請，擬通過解析LSD2與其底物的結構，揭示LSD2識別底物的特異性與催化機制；解析LSD2與PO的蛋白複合物結構，研究體內外LSD2酶活性調控的機制及對LSD2功能的影響，從結構和功能全面闡明LSD2參與表觀遺傳調控的分子機制。
結題摘要
本項目致力於全面研究組蛋白去甲基化酶LSD2的結構與功能，探索LSD2及其結合蛋白對組蛋白修飾的識別機制的研究，比較全面的闡明LSD2參與表觀遺傳調控的分子機制。取得成果簡述如下： 1．揭示LSD2的底物識別機嚷鴉坑制。我們發現LSD2對H3（1-26胺基酸）的結合能力以及酶活性與H3（1-21胺基酸）相比，都比較高。因此我們解析了LSD2與H3（1-26）的複合物結構，發現LSD2與底物的結合除了酶活中心外，還有第二個底物識別位點，而LSD1不具有此部分序列，通過體內外結合滲肯體雅以及酶活試驗證明，第二個結合位點對於LSD2的酶活有重要的作用奔局拔懂，該項研究成果發表在Cell Research，2013（徐彥輝為共同通訊作者）。 2. LSD2酶活性受NPAC蛋白激活的分子機制。我們發現NPAC蛋白可以結合併顯著提高LSD2的酶活性，進而解析了LSD2-NPAC-H3複合物的結構。發現NPAC結合在第二底物識別位點附近，促進LSD2對底物匪射組蛋白的結合進而促進其酶活性。該項工作發表在 Molecular Cell，2013（徐彥輝為共同通訊作者）。 “Nature中捉悼疊國”將該論文作為“研究亮點”。評價是：“這些結果表明NPAC結合LSD2對其組蛋白去甲基化酶活性是必須的，靶向LSD2及其輔因子有助於開發治療疾病（如腫瘤）的藥物”。 3. LSD2具備E3泛素連線酶活性並抑制腫瘤生長。在LSD2的功能研究中，我們發現，LSD2具備E3泛素連線酶活性。LSD2能夠直接泛素化N-乙醯氨基葡萄糖轉移酶（OGT），促使其發生降解。LSD2通過其E3泛素連線酶活盼虹翻性（而不是組蛋白去甲基化酶活性）抑制肺癌細胞系A549的細胞生長。我們的研究揭示了LSD2通過其E3泛素連線酶活性抑制旬榜燥細胞生長，並建立了組蛋白去甲基化酶與泛素化講解途徑之間的關聯 (Mol Cell, 2015,唯一通訊作者)。Science Signaling雜誌將該論文選為編輯推薦，評價是：“這些結果表明LSD2是個雙功能蛋白，疾病獨立的兩種活性，其E3連線酶活性靶向OGT並抑制癌細胞生長”。
