本报讯 中国科大生命科学与医学部王雪娟、蔡刚团队合作近期《细胞研究》上发表论文。该研究解析了酵母Rpd3S/HDAC全酶复合体结合特定修饰核小体底物的复合物结构，首次发现完整的天然底物H3尾巴（1-24 aa）结合在Rpd3S底物结合口袋，且H3K18残基的侧链朝向催化中心待催化；阐明了Rpd3S底物特异性的结构基础以及通过构象变化实现多位点催化的机制，尤其是Rco1亚基在核小体结合和位点特异性催化中起着关键作用，有望为研制高特异性Rpd3S/Sin3B抑制剂用于癌症治疗提供新靶点。

王雪娟和蔡刚的研究团队首先通过大规模培养酵母细胞和内源性蛋白纯化获得高度均一的Rpd3S复合体全酶，优化并组装了最佳单核小体底物（H3K36me3修饰；仅在核小体一端伸出70bp linker DNA）。在不引入任何化学交联剂干扰的情况下，成功体外组装了Rpd3S-核小体复合物，解析了3.7 埃分辨率的复合物结构。

该结构揭示了Rpd3S包含两个Rco1和两个Eaf3拷贝，它们通过Rco1 C-端卷曲区域（CC）进行二聚化，Eaf3 CHD结构域识别H3K36me3标记并与核小体DNA相互作用。 Sin3作为支架蛋白和Rco1亚基一起协调了复合物的组装和催化亚基Rpd3的包裹；同时，Sin3-nucleosomeDNA、Rco1-nucleosomelinker DNA结合界面共同帮助引导Rpd3S精准锚定在核小体底物上。

Rco1 N端的ABR结构域通过R61和K64残基直接锚定在组蛋白的酸性斑块的表面，并通过R50和R51残基在SHL-6.5处与nucleosomeDNA结合。此外，Rco1 PHD1结构域的D261侧链直接与H3K4me0相互作用、参与底物的识别；而Rco1 PHD2结构域与Rpd3相互作用参与复合物整体结构的组装和稳定。

H3K18Ac是癌症进展的重要标志，也是抗癌治疗的潜在靶点。该结构首次发现完整的天然底物H3尾巴（1-24 aa）结合在Rpd3S底物结合口袋，并且H3K18残基的侧链朝向催化中心。这些结构上的重要发现，被体外的功能实验进一步地得到证实。

该研究报道了Rpd3S全酶结合和催化核小体底物的结构基础，清晰揭示了Rpd3S全酶底物识别特异性和催化复杂性，阐明了Rpd3S通过构象变化实现组蛋白多位点催化的机制，为研制高特异性Rpd3S/Sin3B抑制剂用于癌症治疗提供了新的靶点。研究成果发表后，表观遗传领域的顶尖科学家Michael J. Carrozza 和 Jerry L.Workman评价这项工作为Rpd3S/HDAC结合核小体DNA和组蛋白尾巴的结合特性提供了新的见解，为其识别特定乙酰化赖氨酸的独特特性提供了引人入胜的视角 。

中国科大博士生张跃跃和博士后徐梦雪为该论文的共同第一作者，生命科学与医学部王雪娟教授和蔡刚教授为该论文的共同通讯作者。          

（生命科学与医学部）