《Journal of Biological Chemistry》：Histone fold domain positioning dictates cotranslational heterodimeric assembly of paralogous TAF12/TAF12L in
Candida albicans
编辑推荐：
本研究针对多蛋白复合物组装保真度问题，以真菌病原体白色念珠菌为模型，通过亲和纯化结合质谱技术鉴定TFIID和SAGA复合物组分，发现TAF12和TAF12L分别特异性整合于TFIID和SAGA复合物。研究首次揭示TAF12-TAF4和TAF12L-Ada1通过顺序性共翻译组装机制形成异源二聚体，且组蛋白折叠域在蛋白序列中的内在位置决定组装方向性，为理解转录复合物精准组装提供新范式。
在真核细胞中，大型多蛋白复合物的精准组装是维持细胞功能的核心环节。转录前起始复合物(PIC)的形成需要十余个通用转录因子(GTF)的协同作用，其中TFIID复合物作为关键组分，由TBP（TATA框结合蛋白）和14个TBP相关因子(TAF)构成。值得注意的是，TAF5、TAF6、TAF9、TAF10和TAF12这五个TAF亚基同时存在于另一个重要的组蛋白乙酰转移酶复合物SAGA中，这种共享机制为细胞调控基因表达提供了灵活性，但也带来了组装特异性的挑战。
特别值得关注的是，许多TAF蛋白含有组蛋白折叠域(HFD)，该结构域介导特异的异源二聚体形成。在TFIID复合物中，TAF4/TAF12、TAF6/TAF9、TAF11/TAF13等HFD异源二聚体对维持复合物结构至关重要；而在SAGA复合物中，Ada1/TAF12、TAF6/TAF9、Spt7/TAF10等HFD异源二聚体同样发挥关键作用。对于旁系同源蛋白（由基因复制产生的相似蛋白）而言，如何在高浓度细胞环境中避免错误配对，确保与正确伙伴形成异源二聚体，成为维持细胞正常功能的核心科学问题。
人类病原真菌白色念珠菌作为世界卫生组织认定的重点病原真菌，其基因组编码两个TAF12旁系同源蛋白：TAF12和TAF12L。前期研究表明，TAF12和TAF12L分别特异性整合于TFIID和SAGA复合物，这与酿酒酵母中单个TAF12参与两个复合物的情形截然不同。然而，这两个旁系同源蛋白如何维持与各自伙伴（TAF4和Ada1）组装的特异性，其分子机制尚不明确。
发表在《Journal of Biological Chemistry》的这项研究，正是针对这一科学问题展开的深入探索。研究人员通过系统的实验证明，TAF12和TAF12L通过共翻译组装机制与各自的异源二聚体伙伴特异性结合，且组蛋白折叠域在蛋白质序列中的位置决定了组装的方向性。
本研究主要采用了多维蛋白鉴定技术(MudPIT)、条件性基因敲降、蛋白质印迹分析和RNA免疫沉淀(RIP)等关键技术方法。研究人员利用白色念珠菌临床分离株构建了内源性标签菌株，通过亲和纯化结合质谱分析系统鉴定了TFIID和SAGA复合物的组成。
MudPIT分析揭示TAF12和TAF12L旁系同源蛋白是白色念珠菌TFIID和SAGA的特异性亚基
通过免疫纯化结合质谱分析，研究人员发现TAF12L-FLAG纯化样品中包含SAGA复合物的所有同源亚基，但不含其他TFIID亚基；而在TAF11-TAP和TBP-TAP纯化样品中，则鉴定出所有TFIID亚基包括TAF12，而不含TAF12L。这一结果确证了在白色念珠菌中，TAF12和TAF12L分别特异性整合于TFIID和SAGA复合物，表现出与酿酒酵母不同的排他性特征。
TAF12L-ADA1和TAF12-TAF4的蛋白稳定性相互依赖
通过条件性基因敲降实验，研究人员发现TAF12L缺失导致Ada1蛋白水平快速下降，反之亦然；同样，TAF12缺失引起TAF4蛋白水平降低，TAF4缺失也导致TAF12蛋白水平下降。这种相互依赖性在mRNA水平未见显著变化，表明蛋白稳定性而非转录调控是主要原因。这一发现提示异源二聚体伙伴可能通过相互"分子伴侣"作用维持对方稳定性。
TAF12旁系同源蛋白以共翻译方式与其认知异源二聚体伙伴结合
为探究组装机制，研究人员建立了适用于白色念珠菌的RNA免疫沉淀(RIP)技术体系。通过优化环己酰亚胺(CHX)浓度成功获得多核糖体提取物，实验结果显示TAF12L-FLAG能特异性富集ADA1 mRNA，TAF12-FLAG能特异性富集TAF4 mRNA，而这种富集作用依赖于翻译过程的进行。相反，Ada1-FLAG和TAF4-FLAG均不能富集其伙伴的mRNA。这种不对称性提示TAF12和TAF12L作为完全合成的蛋白，与正在翻译的伙伴蛋白结合，符合顺序性共翻译组装模型。
研究结论表明，组蛋白折叠域在蛋白质序列中的位置决定了共翻译组装的方向性。TAF12和TAF12L的HFD位于C端区域，而TAF4和Ada1的HFD位于N端区域，这种结构特征使得完全合成的TAF12/TAF12L能够与正在核糖体上合成的TAF4/Ada1早期相互作用，确保组装的特异性和效率。
这项研究的重要意义在于首次揭示了转录因子旁系同源蛋白通过共翻译组装机制维持异源二聚化特异性的分子原理。在白色念珠菌这一重要人类病原真菌中，该机制不仅保证了转录复合物的精准组装，也可能成为抗真菌药物研发的新靶点。通过靶向破坏特定异源二聚体的形成，可能选择性影响真菌生长而不干扰宿主细胞功能，为抗真菌治疗提供新策略。此外，研究建立的白色念珠菌共翻译组装分析平台，为研究其他病原真菌的蛋白复合物组装机制提供了重要技术参考。
