发现组蛋白硫酸化修饰新类型并揭示其功能机制

酪氨酸硫酸化是哺乳动物中常见的翻译后修饰。迄今为止，它被认为仅限于分泌蛋白和跨膜蛋白，但对核蛋白上的酪氨酸硫酸化知之甚少。

该研究揭示了硫酸转移酶SULT1B1用PAPS为底物直接催化组蛋白H3Y99位点的硫酸化修饰（H3Y99sulf），阐明了H3Y99sulf通过招募PRMT1并调控组蛋白H4R3me2a和基因转录的功能机制。

总之，该研究拓展了真核生物组蛋白修饰图谱，进一步丰富了不同组蛋白修饰类型之间通过互作调控遗传信息表达的功能网络，为研究细胞核内其它蛋白质的硫酸化修饰提供了重要参考。

组蛋白通过翻译后修饰(PTMs)进行动态修饰，PTMs协同调节染色质结构和功能。组蛋白PTMs可以调节基因表达、DNA损伤修复、DNA复制和高阶染色质结构，这些在调节生物过程(如细胞分化和有机体发育)中起核心作用。组蛋白PTMs的异常调节有助于疾病，如癌症。磷酸化经常在组蛋白中的酪氨酸残基上被发现，并在调节染色质功能中发挥重要作用。除磷酸化外，酪氨酸硫酸化(Ysulf)是另一种常见的PTM，据估计在7%的哺乳动物蛋白质上发生。由于在目前的报告中，只有分泌和跨膜蛋白被确认具有Ysulf，几十年来，Ysulf一直被认为是细胞外和溶酶体蛋白的特征性修饰，这些蛋白在高尔基网络中被修饰。此外，致病生物及其载体是哺乳动物中产生和引入硫酸化蛋白的替代来源，以促进宿主的致病过程。已经开发了工程系统，用于在哺乳动物细胞中精确地生成酪氨酸硫酸化蛋白质，这为探索硫酸化蛋白质在哺乳动物中的作用提供了巨大的机会。

该研究报道了SULT1B1是一种组蛋白磺基转移酶，它可以硫酸化细胞质中新生组蛋白H3的酪氨酸99残基。硫酸化组蛋白H3可转运进入细胞核，主要沉积在染色质中基因的启动子区。虽然H3Y99残基埋藏在四聚体核小体内，但动态调节的亚核小体结构为染色质-H3Y9sulf提供了被PRMT1识别和结合的机会，PRMT1将H4R3me2a沉积在染色质中。H3Y99sulf的破坏降低了PRMT1与染色质的结合、H4R3me2a水平和基因转录。

这些发现揭示了H3Y99硫酸化及其与H4R3me2a相互作用调控基因转录的机制。总之，工作拓展了真核生物组蛋白修饰图谱，进一步丰富了不同组蛋白修饰类型之间通过互作调控遗传信息表达的功能网络，为研究细胞核内其它蛋白质的硫酸化修饰提供了重要参考。