《Nucleic Acids Research》：Novel intermolecular zinc fingers and redox-driven conformational changes dictate tumor suppressor ZMYND11’s role in cooperative recognition of diverse targets
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本研究揭示了肿瘤抑制因子ZMYND11在结直肠癌中的抑制作用，并通过解析其翼状螺旋结构域(WH)、植物同源结构域(PHD)、卷曲螺旋-MYND结构域(CC-MYND)及其与腺病毒E1A肽复合物的晶体结构，首次发现PHD结构域存在分子间锌指、WH/CC-MYND结构域形成分子间二硫键。研究发现PHD结构域的寡聚化状态具有pH依赖性，CC结构域的氧化还原状态影响结合能力，这些构象灵活性使ZMYND11能够结合多样底物。研究还证实Bromo-PWWP结构域与WH结构域协同结合核酸，PHD结构域识别组蛋白，揭示了ZMYND11在染色质结合和基因调控中的关键作用，为开发新的治疗策略提供了结构基础。
在肿瘤生物学研究领域，锌指-髓样-Nervy-DEAF-1(ZMYND)蛋白家族因其在胚胎发育和癌症调控中的重要作用而备受关注。其中，肿瘤抑制因子ZMYND11在多种恶性肿瘤中表达下调，但其具体作用机制尚不完全清楚。特别是在结直肠癌中，ZMYND11的表达异常与肿瘤发展的关系亟待阐明，这成为研究人员开展本项研究的重要动因。
为了解决这些问题，研究团队在《Nucleic Acids Research》上发表了系统性研究，通过多种技术手段揭示了ZMYND11的结构与功能特征。研究人员主要运用了X射线晶体学技术解析蛋白结构，包括分子置换和单波长反常衍射法；利用微量热泳动技术测定蛋白与核酸/肽段的结合亲和力；通过凝胶迁移实验分析蛋白-核酸相互作用；采用免疫共沉淀验证体内蛋白相互作用；并借助小角X射线散射分析蛋白在溶液中的寡聚状态。
WH-PHD结构域抑制结直肠癌细胞增殖
通过EdU掺入实验和CCK-8细胞增殖实验，研究人员发现过表达ZMYND11能显著抑制HCT116结直肠癌细胞的增殖能力，而缺失WH-PHD结构域的突变体几乎完全丧失这一抑制作用。裸鼠移植瘤实验进一步证实，过表达ZMYND11能显著抑制肿瘤生长，而WH-PHD结构域的缺失使其抑癌功能基本丧失。
WH结构域的核酸结合特性
研究人员成功解析了ZMYND11 WH结构域(残基5-95)的晶体结构，分辨率达到1.80 ?。该结构显示每个不对称单元包含两个通过分子间二硫键连接的WH结构域拷贝。与已知的WH结构域相比，ZMYND11 WH结构域在核酸结合区域的正电荷表面积较小，且C端88-95残基形成带负电荷的斑块，影响其DNA结合能力。实验证实WH5-87片段能结合双链DNA和单链DNA，且对双链DNA具有更高亲和力。
PHD结构域的新型二聚化机制
研究解析了PHD100-151和PHD88-151两个截短体的晶体结构，发现ZMYND11 PHD结构域通过两个分子间锌离子介导形成独特的二聚体结构。每个原体还含有一个分子内锌离子，使得每个原体化学计量学上配位两个锌离子。这种通过分子间锌指介导的二聚化模式在PHD结构域中极为罕见，代表了新型PHD架构。
多结构域协同识别机制
研究发现WH结构域与Bromo-PWWP(BP)结构域在核酸识别中存在协同作用。当两者共存时，对双链DNA的结合能力显著增强。同时，PHD结构域能直接结合组蛋白H3-H4，N端多个结构域协同参与核小体识别。这些发现揭示了ZMYND11通过多结构域协作实现染色质结合和基因调控的分子基础。
与ALKBH6的相互作用
研究首次在体内验证了ZMYND11与核酸修复蛋白ALKBH6的直接相互作用。免疫组织化学显示两者在结直肠癌组织中共表达共定位。结构引导的突变实验表明，PHD结构域中的锌指位点对其与ALKBH6的结合至关重要。同时，MYND结构域通过识别ALKBH6中的保守PxLxP基序参与这一相互作用。
CC-MYND结构域的构象可塑性
研究人员解析了apo-CC-MYND及其与E1A肽复合物的晶体结构，发现肽段结合诱导分子间二硫键形成和CC结构域的显著构象重排。这种氧化还原依赖的构象变化影响了ZMYND11与底物的结合能力，在肿瘤微环境等氧化应激条件下可能调节其功能。
本研究通过系统的结构生物学和功能分析，揭示了ZMYND11作为重要肿瘤抑制因子的多重识别机制。研究发现不仅阐明了ZMYND11在结直肠癌中的抑制作用主要依赖其N端WH-PHD结构域，还发现了新颖的分子间锌指结构和氧化还原敏感的构象调控机制。这些发现为理解ZMYND11在染色质组织、基因表达调控和肿瘤抑制中的核心作用提供了结构基础，同时也为针对ZMYND11相关通路的新型抗癌策略开发提供了理论依据。特别是pH依赖的寡聚化状态和氧化还原敏感的构象变化，提示ZMYND11可能作为肿瘤微环境感测器，在细胞应激响应中发挥重要作用。
