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SWI/SNF

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SWIB
擬南芥假定蛋白AT5G14170的SWIB/MDM2結構域的解析結構
鑑定
標誌SWIB
PfamPF02201（舊版）
InterPro（英語：InterPro）IPR003121
SMART（英語：Simple Modular Architecture Research Tool）SWIB
SCOP（英語：Structural Classification of Proteins）1ycr / SUPFAM

在分子生物學領域，SWI/SNF（英語：SWItch/Sucrose NonFermentable）[1][2]是同時存在於真核生物及原核生物中的一種核小體重塑複合物。簡而言之，它們是一群與重塑DNA包裝方式有關的蛋白質。SWI/SNF由多種蛋白構成，這些蛋白往往是SWI及SNF基因（SWI1、SWI2/SNF2、SWI3、SWI5、SWI6）的產物以及一些其它多肽[3]。SWI/SNF受DNA刺激後表現出ATP酶活性，利用ATP破壞並重塑核小體的組蛋白和DNA之間相互作用的穩定性，不過這種結構改變的精確性質仍未明確。

人體中與SWI/SNF相似的蛋白是BAF（與SWI/SNF-A相似）和PBAF（與SWI/SNF-B相似）。BAF表示「BRG1（英語：SMARCA4）或HRBM（英語：SMARCA2）相關因子」，PBAF則表示「聚溴相關的BAF」[4]。

作用機理

人們發現酵母中的SWI/SNF複合物能使DNA在不同的位置與組蛋白結合成核小體[5]。目前已提出兩種SWI/SNF重塑核小體的機制[6]。一種機制叫做「扭轉擴散」，認為核小體DNA中的扭轉缺陷發生單向擴散，使DNA從進入核小體的地方開始貼着組蛋白八聚體的表面螺旋狀地傳播。另一種機制叫做「突起」或「環再捕獲」，意即DNA在核小體邊緣與之分離，形成一環狀突起。環狀突起在組蛋白八聚體表面像波浪般傳播，最後在核小體內部重新與之結合。這樣DNA就在和組蛋白接觸點數量不變的情況下完成位移[7]。最新研究提出了與「扭轉擴散」機制相牴觸的有力證據，使「環再捕獲」模型更有說服力[8]。

腫瘤抑制作用

人類的SWI/SNF複合物（mSWI/SNF）對很多人類惡性腫瘤有抑制作用。1998年首先發現它能抑制橫紋肌樣瘤（一種罕見的兒童惡性腫瘤）[9]。隨着DNA測序成本逐漸降低，2010年左右許多腫瘤首次得到測序。其中數項研究表明SWI/SNF對多種惡性腫瘤有抑制作用[10][11][12][13]。對多個測序研究結果的薈萃分析表明，大約20%的人類惡性腫瘤中SWI/SNF存在變異[14]。

SWIB/MDM2蛋白結構域

SWIB/MDM2蛋白結構域，全稱是SWI/SNF複合物B/MDM2（英語：MDM2）蛋白結構域是相當重要的蛋白結構域。這個蛋白結構域在SWI/SNF複合物B和p53腫瘤抑制蛋白的負向調節蛋白MDM2中均存在。已證明MDM2與SWIB複合物同源[15]。

功能

SWIB/MDM2蛋白結構域的主要功能是協助基因表達。在酵母中，它表達BADH2（英語：betaine-aldehyde dehydrogenase）、GAL1、GAL4和SUC2等數個基因。該蛋白結構域作用是促進基因轉錄。它有ATP酶的活性，能分解細胞基本能量「貨幣」單位ATP，放出能量以破壞DNA和組蛋白結合的穩定性，從而干擾染色質，並開放可供轉錄因子結合的位點，這就促進了基因的轉錄[16]。

系列成員

以下列出酵母SWI/SNF系列基因成員以及人類相應的直系同源基因[17]：

酵母 人類 功能
SWI1 ARID1A（英語：ARID1A）、ARID1B（英語：ARID1B） 含有LXXLL核受體結合基序
SWI2/SNF2 SMARCA4（英語：SMARCA4） ATP依賴的染色質重塑
SWI3 SMARCC1（英語：SMARCC1）、SMARCC2（英語：SMARCC2） 功能未知的相似序列
SWP73 SMARCD1（英語：SMARCD1）、SMARCD2（英語：SMARCD2）、SMARCD3（英語：SMARCD3） 功能未知的相似序列
SWP61 ACTL6A（英語：ACTL6A）、ACTL6B（英語：ACTL6B） 肌動蛋白樣蛋白

歷史

SWI/SNF首先發現於釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中，以交替（switching，縮寫SWI）型和不發酵蔗糖型（sucrose nonfermenting，縮寫SNF）型交配後所得的酵母命名[16]。

另見

參考文獻 s

  1. ^ Neigeborn L, Carlson M. Genes Affecting the Regulation of SUC2 Gene Expression by Glucose Repression in SACCHAROMYCES CEREVISIAE. Genetics. 1984, 108 (4): 845–58 [2014-01-06]. PMC 1224269 可免費查閱. PMID 6392017. （原始內容存檔於2008-08-21）. 
  2. ^ Stern M, Jensen R, Herskowitz I. Five SWI genes are required for expression of the HO gene in yeast. J. Mol. Biol. 1984, 178 (4): 853–68. PMID 6436497. doi:10.1016/0022-2836(84)90315-2. 
  3. ^ Pazin MJ, Kadonaga JT. SWI2/SNF2 and related proteins: ATP-driven motors that disrupt protein-DNA interactions?. Cell. 1997, 88 (6): 737–40. PMID 9118215. doi:10.1016/S0092-8674(00)81918-2. 
  4. ^ Nie Z, Yan Z, Chen EH, Sechi S, Ling C, Zhou S, Xue Y, Yang D, Murray D, Kanakubo E, Cleary ML, Wang W. Novel SWI/SNF chromatin-remodeling complexes contain a mixed-lineage leukemia chromosomal translocation partner. Mol. Cell. Biol. April 2003, 23 (8): 2942–52. PMC 152562 可免費查閱. PMID 12665591. doi:10.1128/MCB.23.8.2942-2952.2003. 
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  6. ^ van Holde K, Yager T. Models for chromatin remodeling: a critical comparison. Biochem. Cell Biol. 2003, 81 (3): 169–72. PMID 12897850. doi:10.1139/o03-038. 
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外部連結

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