科学家发布了区分两个相似的转录因子的结构和功能的关键

来源：news medical | 2019-11-12 | 翻译：聚生物

巴塞罗那生物医学研究所(IRB Barcelona)的科学家与美国纽约斯隆-凯特琳研究所(Sloan Kettering Institute)合作，发表了区分两个非常相似的转录因子的结构和功能键，即SMAD2和SMAD3。

SMAD是一个蛋白质家族，是一类调节胚胎发育、细胞再生和免疫应答等相关基因表达的蛋白。尽管几乎完全相同，但SMAD2对于胚胎发育是必不可少的，而SMAD3是可消耗的。

“在这项研究中，我们已经能够回答为什么两个有着如此相似序列的蛋白质，SMAD2和SMAD3，在胚胎发育过程中扮演着如此不同的角色。” Maria J. Macias, ICREA研究员，巴塞罗那IRB大分子组装实验室结构表征负责人说。

这组研究人员利用多学科方法，结合分子生物学、细胞生物学、发育生物学和结构生物学的专业知识，发现这两种转录因子之间差异的关键在于SMAD2的一个30氨基酸区域，而SMAD3中没有这个区域。

“因为它们的序列非常相似，所以很难用现有的工具分别研究SMAD2和SMAD3，而且它们的功能也很混乱。”核磁共振和晶体学等高分辨率技术的微调使我们能够区分两者，”Macias说，他强调“这项研究是两组科学家5年工作的结果”。

反驳观点：SMAD2确实与DNA结合

SMAD2中的30个氨基酸片段（SMAD3中没有）通过一个开放结构可以直接与DNA结合，并激活发育过程中关键基因的表达。因此，这一发现驳斥了迄今为止已被接受的理论，即SMAD2是一种不与DNA结合的转录因子。

“我们已经观察到，当SMAD2被正确折叠时，它能够直接与DNA的双螺旋结构相互作用。对SMAD2结构的研究表明，它可以发生三维变化，从而导致该蛋白质的两种取向，一种向是能与DNA结合，另一种是不与DNA结合。”Macias团队成员、本文的第一作者埃里克·阿拉贡(Eric Aragón)说。

Source:

Institute for Research in Biomedicine (IRB Barcelona)

Journal reference:

Aragón, E., et al. (2019) Structural basis for distinct roles of SMAD2 and SMAD3 in FOXH1 pioneer-directed TGF-β signaling. Genes & Development. doi.org/10.1101/gad.330837.119.

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