贫血相关突变破坏CDIN1-Codanin1复合物：先天性红细胞生成异常性贫血I型的分子机制

《The FEBS Journal》：Anemia-associated mutations disrupt the CDIN1-Codanin1 complex in inherited congenital dyserythropoietic anemia I (CDA-I) disease

本研究通过综合生物物理技术揭示了先天性红细胞生成异常性贫血I型（CDA-I）中CDIN1与Codanin1羧基末端（Codanin1Cterm）形成高亲和力异源二聚体复合物的分子基础，并首次证明疾病相关突变通过破坏该蛋白相互作用导致疾病发生，为理解染色质组装异常和开发靶向疗法提供了关键结构依据。

　　

CDIN1与Codanin1_Cterm的结构特征与复合物组装

研究团队通过细菌表达系统成功纯化获得结构均一的CDIN1和Codanin1_Cterm（氨基酸1005-1227）。圆二色谱分析结合AlphaFold结构预测显示，CDIN1主要呈现α螺旋结构（59%），而Codanin1_Cterm则形成两个四螺旋束结构域。动态光散射证实蛋白质单分散性，差示扫描荧光法测定其热稳定性分别为48°C和55°C。

1:1化学计量比的高亲和力结合

通过电泳迁移率变动分析（EMSA）发现，当CDIN1浓度超过300 nM时，与荧光标记的Codanin1_Cterm形成稳定复合物，且在1:1摩尔比时游离Codanin1_Cterm条带完全消失。尺寸排阻色谱（SEC）与多角度光散射（MALS）联用证实复合物分子量为60 kDa，与异源二聚体理论值（58 kDa）高度一致。微量热泳动（MST）和等温滴定量热（ITC）分别测得结合解离常数（K_D）为53±8 nM和20±4 nM，表明两者存在纳摩尔级高亲和力相互作用。

溶液结构解析与相互作用界面定位

小角X射线散射（SAXS）分析显示，Codanin1_Cterm在溶液中主要以单体形式存在（30 kDa），而CDIN1倾向于形成同源二聚体（66 kDa）。氢氘交换质谱（HDX-MS）精准鉴定了关键相互作用区域：CDIN1的63-98和143-172氨基酸残基，以及Codanin1_Cterm的1028-1046、1064-1087和1133-1170区域。这些区域在复合物形成时表现出显著的氘代保护效应。

疾病相关突变的功能验证

共免疫沉淀（Co-IP）实验证实，位于相互作用界面的CDA-I相关突变显著破坏蛋白结合。Codanin1_Cterm的三重突变体（S1036F-R1042W-D1043V）完全丧失与CDIN1的结合能力。在CDIN1中，单个点突变Y94C、Y94S和L178Q均足以破坏相互作用，而C156Y突变则无明显影响。这些发现首次在分子水平建立了基因突变与蛋白功能缺陷的直接关联。

分子机制与病理意义讨论

研究提出CDIN1可能通过结合Codanin1羧基末端稳定其空间构象，进而调节组蛋白伴侣ASF1介导的组蛋白H3/H4核质转运。当CDIN1-Codanin1相互作用被破坏时，Codanin1对ASF1的调控功能失常，导致组蛋白沉积紊乱，最终形成CDA-I特征性的"瑞士奶酪"样异染色质结构和核间桥现象。该工作为阐释CDA-I发病机制提供了关键结构生物学证据，并为靶向治疗策略开发奠定了理论基础。

未来研究方向

后续研究需在红细胞模型中对突变体进行功能验证，重点考察ASF1亚细胞定位改变及组蛋白转运效率，同时应拓展研究其他Codanin1结构域突变的作用机制。