Белковые комплексы для откладки и замещения вариантов H2A
Хотя все еще остаются важные вопросы относительно того, как варианты гистона Н2A функционируют, проведенные исследования выяснили основу их включения в хроматин. Первый прорыв совершился, когда был биохимически очищен комплекс, катализирующий перенос димеров Н2A*Н2В в хроматин ( Sarma and Reinberg, 2005 ). Этот мультисубъединичный комплекс, названный SWR1-С , содержит в качестве каталитической субъединицы белок Swr1 , член семейства SWI/SNF RNA-зависимых ремоделеров хроматина. In vivo SWR1-C, оказывается, предназначен для этой работы, потому что эффекты делетирования гена SWR1 сходны с эффектами делетирования гена, кодирующего сам H2AZ . Более того, у нуль-мутанта по swr1 предпочтительная откладка H2AZ в специфических локусах полностью утрачена. In vitro, когда очищенный SWR1-C представлен с набором нуклеосом, он специфически замещает димеры Н2A*Н2В димерами H2AZ*Н2В в АТФ-зависимой реакции ( рис. 13.7 ). Интересный аспект этой реакции вытекает из предсказания кристаллической структуры: смешанные нуклеосомы, содержащие и Н2A, и H2AZ, не должны быть стабильными. Таким образом, замещение димера, опосредованное SWR1-C, может быть совместной реакцией, в которой замещение одного димера H2AZ*Н2В облегчает извлечение и замещение остающегося димера Н2A*Н2В.
Второй мультисубъединичный белковый комплекс выполняет у Drosophila замещение фосфорилированного Н2AХ нефосфорилированной молекулой ( Morrison and Shen, 2005 ). Замечательно, что этот единственный у Drosophila комплекс, названный dTip60 , состоит из белков, обычно обнаруживаемых в двух отдельных комплексах: SWR1-C, АТФ-зависимом комплексе ремоделирования хроматина , описанном выше, и NuA4/Tip60 , комплексе модификации гистонов с ацетилтрансферазной активностью. In vitro эта реакция требует и АТФ, и ацетил-СоA. Таким образом, один этот комплекс интегрирует ацетилирование гистонов , ремоделинг нуклеосом и замещение гистонов их вариантами. Это сочетание вероятно отражает тот факт, что Н2AХ Drosophila является также ее H2AZ , тогда как у других эукариот Н2AХ эволюционировал из канонического H2A . Несмотря на это различие, есть основания ожидать, что основной путь консервативен. У почкующихся дрожжей и в клетках млекопитающих SWR1-C, NuA4/Tip60 и еще один АТФ-зависимый комплекс ремоделинга нуклеосом, INO80-C , имеют общие субъединицы. Одной из них является родственный актину белок Arp4 . Интересно, что было показано, что у почкующихся дрожжей Arp4 взаимодействует с фосфорилированным Н2AХ, результатом чего является последовательное рекрутирование комплексов NuA4, SWR1 и INO80 ( Downs et al., 2004 ). Это позволяет предполагать, что и у этих организмов эти комплексы катализируют замещение как Н2AХ, так и H2AZ. Остается продемонстрировать это предсказание непосредственно.
Открытие того, что комплексы ремоделинга хроматина предназначены для RI -сборки нуклеосом, важно не только для понимания того, как варианты гистонов включаются, но и для обеспечения первых специфических in vivo функций для машин ремоделинга хроматина. До этих открытий было неясно, почему клетки обычно имеют такое обилие крупных машин, облегчающих движение нуклеосом ( Becker and Horz, 2002 ). Разнообразие АТФаз SWI/SNF представляло загадку, которую теперь, возможно, легче понять, если некоторые машины ремоделинга предназначены для сборки разных вариантов в нуклеосомы. Возможно, сборка нуклеосом является согласованным процессом, в котором ферменты, модифицирующие гистоны, действуют на свои субстраты, в то время как АТФ-зависимые ремоделеры обеспечивают рабочий ход и специфичность, необходимые для RI-замещения.
