SATB1 N-端结构域多聚化的分子基础和功能研究

该课题总体进展良好，研究工作按计划完成，很好地完成了课题任务书上的研究内容，达到了预期指标。在本项目中，我们通过结构生物学和生物化学的方法，对真核细胞中的染色质管家和转录调控因子SATB1的多聚化及DNA结合机制进行了研究。首先，我们解析了SATB1氨基端多聚化结构域的三维结构，该多聚化结构域与泛素（ubiquitin）结构域极为相似，而非之前认为的PDZ结构域，这个结构域被命名为ULD（ubiquitin-like domain）结构域。生化研究表明SATB1利用ULD结构域在水溶液中形成稳定的四聚体，并且四聚化在SATB1对特异性DNA序列的结合中发挥重要的作用。此外，等温热滴定（ITC）实验显示，SATB1四聚体可以同时结合两段目标DNA。基于以上数据，我们提出了一个SATB1通过组织染色质高级构象调控真核基因表达的分子模型。接下来，我们又解析了另外一个SATB1氨基端模块的三维结构。这个氨基端的分子模块包括一个ULD结构域和一个新发现的CUT结构域，被命名为CUTL（CUT-like）结构域。生化实验显示，SATB1的氨基端区域SATB1(1-248)，可以特异性的结合目标DNA，该区域包含SATB1氨基端起始的70个氨基酸和ULD-CUTL串联结构域。而CUTL结构域中关键氨基酸的突变会破坏SATB1(1-248)对DNA的结合能力。进一步研究表明，CUTL结构域对于全长SATB1识别并结合特异性DNA片断同样具有极为重要的贡献。基于这些研究，我们提出了一个SATB1在多个结构域的协同下，识别并结合目标DNA的模型。最后，我们组装了全长SATB1与DNA的复合物，并对该复合物进行了初步的生化分析和结构研究。综上所述，通过对SATB1的结构和生化研究，我们重新定义了SATB1的结构域组成，并提出了四聚化SATB1特异性结合DNA的分子模型。