日本語AIでPubMedを検索
SWI/SNF クロマチンリモデラーRSCがヌクレオソームに結合した構造
Structure of SWI/SNF chromatin remodeller RSC bound to a nucleosome.
PMID: 32188943 PMCID: PMC7093204. DOI: 10.1038/s41586-020-2088-0.
抄録
SWI/SNF ファミリーのクロマチンリモデリング複合体は、ヌクレオソームが枯渇した転写活性の高いプロモーター領域（NDR）の形成に機能する。酵母Saccharomyces cerevisiaeでは、必須のSWI/SNF複合体RSCは、ATP依存性DNAトランスロカーゼSth1を含む16個のサブユニットを含んでいる。RSCはプロモーター領域からヌクレオソームを除去し、NDRに隣接する特殊な+1と-1ヌクレオソームを配置している。ここでは、RSCとヌクレオソーム基質との複合体の低温電子顕微鏡構造を示す。この構造から、RSCは5つのタンパク質モジュールを形成していることが明らかになり、リモデリング機構の重要な特徴を示唆している。本体モジュールは、DNA相互作用モジュール、ATPaseモジュール、アームモジュール、アクチン関連タンパク質（ARP）モジュールと呼ばれる4つの柔軟なモジュールの足場として機能している。DNA-インタラクタリングモジュールは、エキストラヌクレオソームDNAを結合し、RSCの機能に影響を与えるプロモーターDNAエレメントの認識に関与しています。蛋白質のトランスロカーゼモーターは、ヌクレオソームディスクをSnf2 ATP-coupling (SnAC)ドメインとフィンガーヘリックスで挟んでいる。ＡＴＰアーゼモジュールのトランスロカーゼモーターは、超ヘリカル位置＋２でヌクレオソームの端部と係合する。移動性ＡＲＰモジュールは、トランスロッカーゼ-ヌクレオソーム相互作用を調節して、ＲＳＣ活性を調節してもよい。RSC-ヌクレオソーム構造は、NDRの形成や、がんで頻繁に変異するヒトSWI/SNF複合体の構造と機能を理解するための基礎を提供します。
Chromatin-remodelling complexes of the SWI/SNF family function in the formation of nucleosome-depleted, transcriptionally active promoter regions (NDRs). In the yeast Saccharomyces cerevisiae, the essential SWI/SNF complex RSC contains 16 subunits, including the ATP-dependent DNA translocase Sth1. RSC removes nucleosomes from promoter regions and positions the specialized +1 and -1 nucleosomes that flank NDRs. Here we present the cryo-electron microscopy structure of RSC in complex with a nucleosome substrate. The structure reveals that RSC forms five protein modules and suggests key features of the remodelling mechanism. The body module serves as a scaffold for the four flexible modules that we call DNA-interacting, ATPase, arm and actin-related protein (ARP) modules. The DNA-interacting module binds extra-nucleosomal DNA and is involved in the recognition of promoter DNA elements that influence RSC functionality. The ATPase and arm modules sandwich the nucleosome disc with the Snf2 ATP-coupling (SnAC) domain and the finger helix, respectively. The translocase motor of the ATPase module engages with the edge of the nucleosome at superhelical location +2. The mobile ARP module may modulate translocase-nucleosome interactions to regulate RSC activity. The RSC-nucleosome structure provides a basis for understanding NDR formation and the structure and function of human SWI/SNF complexes that are frequently mutated in cancer.