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| PHDフィンガー | |||||||||
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 PHD ジンクフィンガー。亜鉛原子は灰色で表示されています。 | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| シンボル | 博士号 | ||||||||
| パム | PF00628 | ||||||||
| ファム一族 | CL0390 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
| プロサイト | PS50016 | ||||||||
| SCOP2 | 1f62 / スコープ / SUPFAM | ||||||||
| OPMスーパーファミリー | 59 | ||||||||
| OPMタンパク質 | 1vfy | ||||||||
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PHDフィンガーは、1993年にシロイヌナズナの植物ホメオドメイン（PHD）タンパク質HAT3.1とトウモロコシZmHox1aのCys 4 - His -Cys 3モチーフとして発見されました。 [1] PHDジンクフィンガーモチーフは、金属結合RINGドメイン（Cys 3 -His-Cys 4）およびFYVEドメインに似ています。これは単一のフィンガーとして存在しますが、2つまたは3つのクラスターになっていることが多く、クロモドメインやブロモドメインなどの他のドメインと一緒に存在することもあります。
エピジェネティクスにおける役割
PHD フィンガーは、長さが約 50～80 アミノ酸で、100 種類を超えるヒトタンパク質に存在します。PHD フィンガーが存在するタンパク質のいくつかは核内に存在し、クロマチンを介した遺伝子調節に関与しています。PHD フィンガーは、転写共活性化因子p300やCBP、ポリコーム様タンパク質 (Pcl)、ASH1L、ASH2L、MLLなどのトリソラックス グループ タンパク質、自己免疫調節因子(AIRE)、Mi-2 複合体(ヒストン脱アセチル化酵素複合体の一部)、コリプレッサー TIF1、脱メチル化酵素の JARID1 ファミリーなど、多数のタンパク質に存在します。
構造
ヒトWSTF (ウィリアムズ症候群転写因子)の PHD フィンガーの NMR 構造は、保存されたシステインとヒスチジンが2 つの Zn 2+イオンを配位していることを示しています。一般的に、PHD フィンガーは、2 本鎖のベータシートとアルファヘリックスからなる球状の折り畳み構造をとります。これらの二次構造と亜鉛イオンの配位に関与する残基からなる領域は、種間で非常によく保存されています。ループ領域 I と II は可変であり、さまざまな PHD フィンガーに機能的な特異性を与える可能性があります。
関数
ING2、YNG1、NURFなどの一部のタンパク質のPHDフィンガーは、リジン4がトリメチル化されたヒストンH3 （ H3K4me3）に結合することが報告されていますが、他のPHDフィンガーはそのようなアッセイで陰性でした。KDM5Cと呼ばれるタンパク質にはPHDフィンガーがあり、ヒストンH3のトリメチル化されたリジン9（ H3K9me3）に結合することが報告されています。 [2]これらの出版物に基づくと、ヒストン上のトリメチル化されたリジンへの結合は、PHDフィンガーに広く見られる特性である可能性があります。修飾されたヒストンに結合するドメインは、残基の修飾バージョンを特異的に認識して結合するため、エピジェネティックリーダーと呼ばれます。修飾H3K4me3は活性遺伝子の転写開始部位に関連し、H3K9me3は不活性遺伝子に関連しています。ヒストンのリジンの修飾は動的であり、リジンにメチル基を付加するメチラーゼとメチル基を除去するデメチラーゼがある。KDM5C はヒストン H3 リジン 4 デメチラーゼであり、ヒストン 3 のリジン 4 のメチル基を除去できる酵素である（H3K4me2 またはH3K4me1にする）。KDM5C PHD ドメインの H3K9me3 結合が H3K9 のトリメチル化と H3K4me3 の脱メチル化の間にクロストークを提供するかどうかは推測することしかできない。このようなクロストークは、クロマチン制御に関与する他のドメインで以前に示唆されており、厳密に調整された制御を提供する可能性がある。
もう 1 つの例は、 LSD1複合体の構成要素であるBHC80/ PHF21Aタンパク質の PHD フィンガーです。この複合体では、LSD1 が H3K4me2 を H3K4me0 に特異的に脱メチル化し、BHC80 が PHD フィンガーを介して H3K4me0 に結合して複合体をターゲット プロモーターで安定化し、おそらくそれ以上の再メチル化を防止します。これは、リジンのメチル ゼロ状態を認識する PHD フィンガーの最初の例です。
参考文献
- ^ Schindler U 、 Beckmann H、Cashmore AR (1993 年 7 月)。「HAT3.1、保存されたシステインに富む領域を含む新しいアラビドプシスホメオドメインタンパク質」。The Plant Journal。4 ( 1): 137–50。doi : 10.1046 /j.1365-313x.1993.04010137.x。PMID 8106082 。
- ^ Iwase S, Lan F, Bayliss P, de la Torre-Ubieta L, Huarte M, Qi HH, et al. (2007年3月). 「X連鎖性精神遅滞遺伝子SMCX/JARID1CはヒストンH3リジン4脱メチル化酵素ファミリーを定義する」. Cell . 128 (6): 1077–88. doi : 10.1016/j.cell.2007.02.017 . PMID 17320160. S2CID 14729302.
さらに読む
- Aasland R、Gibson TJ、Stewart AF (1995年2 月)。「PHD フィンガー: クロマチンを介した転写調節への影響」。生化学科学の動向。20 (2): 56–9。doi : 10.1016 /s0968-0004(00)88957-4。PMID 7701562。
- Pascual J、Martinez-Yamout M、Dyson HJ 、 Wright PE (2000 年 12 月)。「ヒトウィリアムズ症候群転写因子の PHD ジンクフィンガーの構造」。Journal of Molecular Biology。304 ( 5): 723–9。doi :10.1006/jmbi.2000.4308。PMID 11124022 。
- ペーニャ PV、ダヴラズウ F、シー X、ウォルター KL、ヴェルクーシャ VV、ゴザニ O、ザオ R、クタテラゼ TG (2006 年 7 月)。 「ING2の植物ホメオドメインによるヒストンH3K4me3認識の分子機構」自然。442 (7098): 100-3。土井：10.1038/nature04814. PMC 3190580。PMID 16728977。
- Li H、Ilin S、Wang W、Duncan EM、Wysocka J、Allis CD、Patel DJ (2006 年 7 月)。「NURF の BPTF PHD フィンガーによるヒストン H3K4me3 の部位特異的な読み出しの分子的基礎」。Nature . 442 ( 7098 ): 91–5. doi :10.1038/nature04802. PMC 4690523. PMID 16728978 。
- Iwase S, Lan F, Bayliss P, de la Torre-Ubieta L, Huarte M, Qi HH, Whetstine JR, Bonni A, Roberts TM, Shi Y (2007 年 3 月)。「X 連鎖性精神遅滞遺伝子 SMCX/JARID1C はヒストン H3 リジン 4 脱メチル化酵素ファミリーを定義する」。Cell . 128 ( 6): 1077–88. doi : 10.1016/j.cell.2007.02.017 . PMID 17320160. S2CID 14729302.
- Lan F、Collins RE、De Cegli R、Alpatov R、Horton JR、Shi X、Gozani O、Cheng X、Shi Y (2007 年 8 月)。「メチル化されていないヒストン H3 リジン 4 の認識が BHC80 を LSD1 媒介遺伝子抑制に結び付ける」。Nature。448 ( 7154 ) : 718–22。doi : 10.1038 /nature06034。PMC 2702779。PMID 17687328。