2021年2月12日，国家蛋白质科学研究（上海）设施用户中南大学湘雅医院陈永恒教授课题组在Nucleic Acids Research杂志上在线发表了题为 Mechanism of Forkhead Transcription Factors Binding to a Novel Palindromic DNA Site的研究论文，研究发现了一类全新的forkhead蛋白结合位点，阐明了forkhead家族蛋白结合DNA位点的分子机制。

   
图注：(A)FOXO1-DBD的二级结构图。(B)FOXO1-DBD/DIV2三元复合物结构。(C) FOXO1-DBD H3螺旋对DNA的识别。(D)FOXO1-DBD wing1 对DNA的识别。(E) FOXO1-DBD N端对DNA的识别。  

Forkehead家族蛋白为一类重要的先驱转录因子, 在细胞增殖、免疫、凋亡和代谢等多种生物学功能中发挥重要的调控作用。前期研究显示，大多数forkhead蛋白以单体形式结合特定的DNA序列。本研究首先通过生物信息学方法发现了一类全新的forkhead蛋白结合位点，并通过生物化学和分子生物学方法发现FOXO1蛋白以同源二聚体的形式结合这类DNA位点。这种二聚体的形成会增强FOXO1蛋白的DNA结合能力、热稳定性和转录调控能力。进一步的结构生物学研究解析了FOXO1蛋白二聚体与这类DNA位点的晶体结构，揭示了FOXO1蛋白结合该位点的分子机制。此外，通过生物信息学和生物化学的方法，发现多个其他forkhead家族蛋白也可以识别并结合该位点，但不同的forkhead蛋白可能采用不同的机制结合该位点。这一系列原创性研究成果为揭示forkhead家族蛋白在识别DNA的选择性提供了夯实的理论与实验依据。  

国家蛋白质科学研究（上海）设施BL19U1、上海光源BL17U1线站工作人员为其X射线晶体学衍射数据收集提供了及时有效的支持。  

（蛋白质上海设施提供）