12月12日，明升官网明升体育app院植物逆境生物学研究中心杜嘉木课题组，中科院院士、中科院遗传与发育生物学研究所曹晓风课题组合作完成的论文，以Structure of the Arabidopsis JMJ14-H3K4me3 Complex Provides Insight into the Substrate Specificity of KDM5 Subfamily Histone Demethylases为题，在线发表在上，该研究利用结构生物学、生物明升手机和细胞生物学等手段，揭示了KDM5亚家族组蛋白去甲基化酶的底物识别机制。
组蛋白修饰在生物体生长发育过程中发挥着重要作用，与基因沉默、基因激活、肿瘤生成、染色体形态建成以及遗传物质修复等生物学问题密切相关。对其分子机制的研究为探索明升m88本质以及开发相应的靶点药物提供了理论依据。
以往研究表明，拟南芥JMJ14是一个含有jumonji结构域的组蛋白H3K4me3的去甲基化酶，从序列分析上属于KDM5亚家族。人源的KDM5亚家族基因可以促进肿瘤生成及产生耐药性，因而是重要的抗癌药物靶标，但植物或动物中KDM5亚家族去甲基化酶的其底物识别机制尚不清楚。拟南芥的JMJ14已报道具有调控开花、RNA介导的基因沉默以及DNA甲基化等重要的生理过程，但其底物识别机制也不清楚。
研究中，研究人员使用了更精准的酶活测定系统，质谱结果表明JMJ14是一个H3K4me3和me2的去甲基化酶，而对me1作用不明显。而后利用X射线晶体衍射的方法解析了JMJ14处于apo状态和底物复合物状态的结构。JMJ14主要有jumonji、helical以及C5HC2三个结构域组成，jumonji以及C5HC2结构域上的3个酸性氨基酸与组蛋白小肽上H3R2和H3Q5发生了大量的氢键以及盐键的相互作用，形成特异性识别。将这几个酸性氨基酸突变之后，JMJ14的体内酶活显著下降，表明这几个氨基酸确实参与了底物识别。此外，由于人源KDM5家族蛋白是重要的抗癌药物靶标，而其底物识别机制还不是很清楚。通过氨基酸序列和三维结构比对发现，JMJ14参与底物识别的氨基酸在KDM5B中非常保守，暗示着它们采用了相似的底物识别机制。将KDM5B中相应的氨基酸突变后其酶活明显下降，证明了以上猜想。该项工作不仅解析了以JMJ14为代表的KDM5亚家族H3K4me3去甲基化酶的去甲基化机制，还为以人源KDM5为靶标的抗癌药物开发提供了理论基础。
逆境中心质谱平台为该研究提供了酶活实验帮助，上海同步辐射光源国家蛋白质设施BL19U1（SSRF）为数据收集提供了及时有效的支持。研究工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然明升体育app基金委以及中科院的资助。（来源：明升官网明升体育app院上海明升m88明升体育app研究院
JMJ14特异识别并催化组蛋白H3K4me3的分子机制。A.JMJ14催化结构域的表面电荷分布，组蛋白H3K4me3以棒状模型展示。B.JMJ14特异识别组蛋白第二位的精氨酸，第五位的谷氨酰胺和第7位的丙氨酸。
特别声明：本文转载仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用，须保留本网站注明的“来源”，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，请与我们接洽。
