Evolution of a histone variant involved in compartmental regulation of NAD metabolism
Evolution of a histone variant involved in compartmental regulation of NAD metabolism
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参与 NAD 代谢区室调节的组蛋白变体的进化
DOI：
10.1038/s41594-021-00692-5
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发表时间：
2021
影响因子：
16.8
通讯作者：
Gómez de Cedrón, Marta
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Guberovic, Iva;Hurtado-Bagès, Sarah;Rivera-Casas, Ciro;Knobloch, Gunnar;Malinverni, Roberto;Valero, Vanesa;Leger, Michelle M.;García, Jesús;Basquin, Jerome;Gómez de Cedrón, Marta
NAD代谢对所有形式的生命都是必不可少的。NAD+消耗的区隔调节，特别是在细胞核和线粒体之间，是能量稳态所必需的。然而，区隔调节是如何进化的仍不清楚。在本研究中，我们研究了包含大结构域的组蛋白变异macroH2A1.1的进化，这是一种完整的染色质成分，通过抑制脊椎动物细胞中的聚（adp -核糖）聚合酶1来限制核NAD+的消耗。我们发现macroH2A起源于后生动物原生生物。从原生动物capsaspora owczarzakiah的macroH2A大结构域的晶体结构使我们能够识别高度保守的配体结合原理，并确定在脊椎动物茎系进化过程中选择的关键残基替换。apsasporallifecycle的代谢特征表明，macroH2A的代谢功能与非增殖阶段有关。综上所述，我们提供了一个染色质元件的进化参与室NAD调节，相关的了解其代谢和潜在的治疗应用。
NAD metabolism is essential for all forms of life. Compartmental regulation of NAD+consumption, especially between the nucleus and the mitochondria, is required for energy homeostasis. However, how compartmental regulation evolved remains unclear. In the present study, we investigated the evolution of the macrodomain-containing histone variant macroH2A1.1, an integral chromatin component that limits nuclear NAD+consumption by inhibiting poly(ADP-ribose) polymerase 1 in vertebrate cells. We found that macroH2A originated in premetazoan protists. The crystal structure of the macroH2A macrodomain from the protistCapsaspora owczarzakiallowed us to identify highly conserved principles of ligand binding and pinpoint key residue substitutions, selected for during the evolution of the vertebrate stem lineage. Metabolic characterization of theCapsasporalifecycle suggested that the metabolic function of macroH2A was associated with nonproliferative stages. Taken together, we provide insight into the evolution of a chromatin element involved in compartmental NAD regulation, relevant for understanding its metabolism and potential therapeutic applications.
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