锌调蛋白感知锌离子的分子机制获得进展

　　锌是生物体所必需的微量元素，它对很多重要蛋白的结构稳定性和催化活性至关重要。然而，过量的锌会抑制呼吸链NADH氧化酶的活性，毒害细胞。为了生存，细胞必须准确感知并严格调节锌离子在细胞内的浓度。锌调蛋白在维持细菌锌离子稳态和调控致病力过程中发挥极其重要的作用，但其感知锌离子的分子机制却一直未被解析。

　　2021年5月28日，广西大学生命科学与技术学院、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室广西大学分室、广西甘蔗生物学重点实验室结构生物学团队在国际著名学术期刊《核酸研究》（Nucleic Acids Research）上发表题为《锌离子诱导锌调蛋白转录激活的结构基础》（Structural basis forzinc-induced activation of a zinc uptake transcriptional regulator）的研究论文，解析了植物致病菌锌调蛋白感知锌离子的分子机制。

　　该研究通过解析十字花科黑腐病菌锌调蛋白在锌离子结合前后的晶体结构，揭示了锌离子感知诱导锌调蛋白从闭合的非活性状态转化为开放的具有DNA结合能力的活性状态的构象变化过程。

　　锌离子诱导锌调蛋白构象激活的结构模型

　　尽管大多数已报道的金属离子调控蛋白质只测定了非激活或活性状态结构中的一种，但此前的研究普遍认为这类蛋白采用由“开放”到“闭合”的构象激活机制。该研究首次揭示了一种完全相反的构象激活机制，并指出锌调蛋白与DNA的结合是一个相互诱导契合的过程。诱导契合机制也解释了为什么锌调蛋白能够以多样的模式结合不同的靶标DNA。该工作对揭示其它金属离子依赖的转录调控蛋白的作用分子机理具有重要的参考价值和指导意义。

　　广西大学生命科学与技术学院硕士研究生刘芬梅和苏子惠为论文共同第一作者，明振华教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、广西八桂学者计划、广西自然科学基金、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室青年人才专项和广西甘蔗生物学重点实验室青年人才专项等项目的联合资助。

　　锌调蛋白结构研究小组（从左至右分别为刘芬梅、苏子惠、明振华）