The double PHD finger domain of MOZ/MYST3 induces α-helical structure of the histone H3 tail to facilitate acetylation and methylation sampling and modification.
The double PHD finger domain of MOZ/MYST3 induces α-helical structure of the histone H3 tail to facilitate acetylation and methylation sampling and modification.
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DOI：
10.1093/nar/gkt931
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发表时间：
2014-01
影响因子：
14.9
通讯作者：
Heery DM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dreveny I;Deeves SE;Fulton J;Yue B;Messmer M;Bhattacharya A;Collins HM;Heery DM
组蛋白尾部修饰通过决定染色质上调节蛋白的动态交换来控制许多核过程。在此，我们报告了对组蛋白 H3 尾部结构与赖氨酸乙酰转移酶 MOZ/MYST3/KAT6A 的双 PHD 指 (DPF) 复合物的新见解。除了对 H3 和 H4 修饰状态进行采样之外，我们还发现 DPF 与 MYST 结构域合作促进 H3K9 和 H3K14 乙酰化，但如果 H3K4 三甲基化则不会。单独扩展的 DPF 以及与未修饰或乙酰化形式的 H3 尾部复合的四种晶体结构揭示了 H3K4me3 和 H3K14ac 之间串扰的分子基础。我们首次证明 MOZ DPF 诱导 H3K4-T11 的 α 螺旋构象，揭示了 H3 识别的独特模式。螺旋结构有利于 H3K4 甲基化状态的采样，并提供 H3K9 和其他残基进行修饰。此外，我们还发现，H3 尾螺旋两侧的保守双甘氨酸铰链是构象变化所必需的，使 H3K14ac 与 DPF 对接。总之，我们的数据首次观察到组蛋白尾部广泛的螺旋结构，揭示了 H3 尾部在与染色质调节因子复合物中采用替代构象的固有能力。
Histone tail modifications control many nuclear processes by dictating the dynamic exchange of regulatory proteins on chromatin. Here we report novel insights into histone H3 tail structure in complex with the double PHD finger (DPF) of the lysine acetyltransferase MOZ/MYST3/KAT6A. In addition to sampling H3 and H4 modification status, we show that the DPF cooperates with the MYST domain to promote H3K9 and H3K14 acetylation, although not if H3K4 is trimethylated. Four crystal structures of an extended DPF alone and in complex with unmodified or acetylated forms of the H3 tail reveal the molecular basis of crosstalk between H3K4me3 and H3K14ac. We show for the first time that MOZ DPF induces α-helical conformation of H3K4-T11, revealing a unique mode of H3 recognition. The helical structure facilitates sampling of H3K4 methylation status, and proffers H3K9 and other residues for modification. Additionally, we show that a conserved double glycine hinge flanking the H3 tail helix is required for a conformational change enabling docking of H3K14ac with the DPF. In summary, our data provide the first observations of extensive helical structure in a histone tail, revealing the inherent ability of the H3 tail to adopt alternate conformations in complex with chromatin regulators.
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