палец доктора философии

PHD-палец
Цинковый палец кандидата медицинских наук. Атомы цинка показаны серым цветом
Идентификаторы
Символ	доктор философии
Пфам	PF00628
Пфам Клан	CL0390
ИнтерПро	ИПР019787
PROSITE	PS50016
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 2	1f62 / SCOPe / СУПФАМ
Суперсемейство OPM	59
белок OPM	1vfy
показывать Доступные белковые структуры: Pfam   structures / ECOD   PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj PDBsum structure summary

Палец PHD был обнаружен в 1993 году как мотив Cys ₄ - His -Cys ₃ в растительных гомеодоменовых (отсюда и PHD) белках HAT3.1 у арабидопсиса и кукурузы ZmHox1a . PHD Мотив цинкового пальца напоминает металлсвязывающий домен RING (Cys ₃ -His-Cys ₄ ) и домен FYVE . Он встречается в виде одного пальца, но часто в кластерах по два или три, а также встречается вместе с другими доменами, такими как хромодомен и бромодомен .

Роль в эпигенетике

Палец PHD длиной примерно 50-80 аминокислот встречается более чем в 100 белках человека. Некоторые из белков, в которых он встречается, находятся в ядре и участвуют в хроматином опосредованной регуляции генов, . Палец PHD встречается в таких белках, как коактиваторы транскрипции p300 и CBP , Polycomb -подобный белок (Pcl), белки группы Trithorax, такие как ASH1L , ASH2L и MLL , аутоиммунный регулятор (AIRE), комплекс Mi-2 (часть комплекс гистондеацетилазы), ко-репрессор TIF1, семейство деметилаз JARID1 и многие другие.

Структура

Структура ЯМР пальца PHD человеческого WSTF ( фактора транскрипции синдрома Вильямса ) показывает, что консервативные цистеины и гистидин координируют два Zn. ²⁺ ионы. В общем, палец PHD имеет шаровидную складку, состоящую из двухцепочечного бета-листа и альфа-спирали . Область, состоящая из этих вторичных структур и остатков, участвующих в координации -ионов цинка , очень консервативна среди видов. Области петель I и II являются вариабельными и могут вносить вклад в функциональную специфичность различных пальцев PHD.

Функция

Сообщалось, что пальцы PHD некоторых белков, включая ING2 , YNG1 и NURF, связываются с гистоном H3, триметилированным по лизину 4 ( H3K4me3 ), в то время как другие пальцы PHD дали отрицательный результат в таких анализах. Белок под названием KDM5C имеет палец PHD, который, как сообщается, связывает триметилированный лизин 9 гистона H3 ( H3K9me3 ). Судя по этим публикациям, связывание триметилированных лизинов на гистонах может быть свойством, широко распространенным среди пальцев PHD. Домены, которые связываются с модифицированными гистонами, называются эпигенетическими считывателями , поскольку они специфически распознают модифицированную версию остатка и связываются с ней. Модификация H3K4me3 связана с сайтом начала транскрипции активных генов, тогда как H3K9me3 связана с неактивными генами. Модификации лизинов гистонов динамичны: существуют метилазы , добавляющие к лизинам метильные группы, и есть деметилазы , удаляющие метильные группы. KDM5C представляет собой деметилазу лизина 4 гистона H3, что означает, что это фермент, который может удалять метильные группы лизина 4 на гистоне 3 (что делает его H3K4me2 или H3K4me1 ). Можно только предполагать, обеспечивает ли связывание H3K9me3 домена PHD KDM5C перекрестные помехи между триметилированием H3K9 и деметилированием H3K4me3. Подобные перекрестные помехи были предложены ранее с другими доменами, участвующими в регуляции хроматина, и могут обеспечивать строго скоординированную регуляцию.

Другим примером является палец PHD белка BHC80/ PHF21A , который является компонентом комплекса LSD1 . В этом комплексе LSD1 специфически деметилирует H3K4me2 до H3K4me0, а BHC80 связывает H3K4me0 через свой палец PHD, чтобы стабилизировать комплекс на его целевых промоторах, предположительно, чтобы предотвратить дальнейшее повторное метилирование. Это первый пример пальца PHD, распознающего статус лизина-метил-ноль.

Дальнейшее чтение

• Осланд Р., Гибсон Т.Дж., Стюарт А.Ф. (февраль 1995 г.). «Палец PHD: значение для регуляции транскрипции, опосредованной хроматином». Тенденции биохимических наук . 20 (2): 56–9. дои : 10.1016/s0968-0004(00)88957-4 . ПМИД   7701562 .
• Паскуаль Дж., Мартинес-Ямут М., Дайсон Х.Дж. , Райт П.Е. (декабрь 2000 г.). «Структура цинкового пальца PHD из фактора транскрипции синдрома Вильямса-Бойрена человека». Журнал молекулярной биологии . 304 (5): 723–9. дои : 10.1006/jmbi.2000.4308 . ПМИД   11124022 .
• Пенья П.В., Давразу Ф., Ши Х, Вальтер К.Л., Верхуша В.В., Гозани О., Чжао Р., Кутателадзе Т.Г. (июль 2006 г.). «Молекулярный механизм узнавания гистона H3K4me3 растительным гомеодоменом ING2» . Природа . 442 (7098): 100–3. дои : 10.1038/nature04814 . ПМК   3190580 . ПМИД   16728977 .
• Ли Х, Илин С., Ван В., Дункан Э.М., Высоцка Дж., Эллис CD, Патель DJ (июль 2006 г.). «Молекулярная основа сайт-специфического считывания гистона H3K4me3 пальцем BPTF PHD NURF» . Природа . 442 (7098): 91–5. дои : 10.1038/nature04802 . ПМЦ   4690523 . ПМИД   16728978 .
• Ивасе С., Лан Ф., Бэйлисс П., де ла Торре-Убьета Л., Уарте М., Ци Х.Х., Уэтстайн Дж.Р., Бонни А., Робертс Т.М., Ши Ю. (март 2007 г.). «Х-сцепленный ген умственной отсталости SMCX/JARID1C определяет семейство лизин-4-деметилаз гистона H3» . Клетка . 128 (6): 1077–88. дои : 10.1016/j.cell.2007.02.017 . ПМИД   17320160 . S2CID   14729302 .
• Лан Ф., Коллинз Р.Э., Де Чегли Р., Алпатов Р., Хортон-младший, Ши Х, Гозани О, Ченг Х, Ши Ю (август 2007 г.). «Распознавание неметилированного гистона H3 лизина 4 связывает BHC80 с репрессией гена, опосредованной LSD1» . Природа . 448 (7154): 718–22. дои : 10.1038/nature06034 . ПМЦ   2702779 . ПМИД   17687328 .