推荐一篇发表在Nat. Chem. Biol.上的文章，题目为“Histone tyrosine sulfation by SULT1B1 regulates H4R3me2a and gene transcription”，文章的通讯作者是华中科技大学基础医学院的王玉刚教授和山东大学统计生物学系的刘珂教授。王玉刚教授的研究方向是生物化学和分子生物学；刘珂教授的研究方向是人类复杂疾病发生发展机制的多组学解析。
酪氨酸上的硫酸化修饰是一种常见的翻译后修饰，通常被认为只有在分泌蛋白和跨膜蛋白中存在，所以也被当作是细胞外和溶酶体蛋白的特征修饰。而对于核蛋白而言，组蛋白酪氨酸上的磷酸化修饰更为常见，并且发挥着重要的生物学功能。本篇文章的作者在人类细胞中纯化了细胞核，并在质谱上检测到了组蛋白上存在的酪氨酸硫酸化修饰，其中组蛋白H3 99位的酪氨酸是一个硫酸化的典型位点，并在细胞中广泛分布。
细胞中用于硫酸化酪氨酸的酶TPST并不参与组蛋白上酪氨酸的硫酸化过程，而通过WB实验证明了硫酸化小分子底物酚羟基的SULT1B1可以直接催化组蛋白H3 99位酪氨酸上的硫酸化。作者采用了人源的SULT1B1蛋白结构与各种类型的组蛋白结构进行相互作用分析，同时作者还采用了已知的SULT1B1底物白藜芦醇与SULT1B1的相互作用作为参考，以白藜芦醇分子的酚羟基位置为基准，作者发现H3单体可以很好的与蛋白口袋相匹配，而一旦形成组蛋白复合体，则会产生明显的空间位阻，从而阻碍与蛋白口袋的结合。体外实验中也证明了SULT1B1可以硫酸化H3单体，但不能硫酸化核小体中的H3。
为了探究组蛋白H3Y99硫酸化后对于蛋白蛋白相互作用的影响，作者分别使用带有biotin tag的H3Y99没有修饰、磷酸化修饰和硫酸化修饰的三种肽与细胞核提取物进行孵育，通过beads富集到每种肽的结合蛋白，然后进行蛋白质组学分析发现，与H3Y99硫酸化修饰的肽段相结合的蛋白中的最丰富是甲基转移酶，在pull down实验中发现PRMT1与H3Y99硫酸化结合最为明显，在体外实验中也可以证明H3Y99的硫酸化修饰可以增强PRMT1与组蛋白四聚体、六聚体的结合。PRMT1是一种精氨酸甲基转移酶，可以调节细胞中组蛋白H4R3上的不对称二甲基化。虽然H3Y99的硫酸化修饰并不会增强PRMT1的酶活性，但是可以通过招募并增强PRMT1与组蛋白的结合，从而影响H4R3上的二甲基化修饰。由于H3Y99的硫酸化修饰主要出现在基因的启动子区域，所以H3Y99点的硫酸化修饰通过影响H4R3上的二甲基化修饰，来调节基因的转录。
总之，这篇文章发现了组蛋白H3Y99上也存在着硫酸化修饰，同时这种修饰是由小分子硫酸化的酶SULT1B1催化的，硫酸化的H3Y99可以招募PRMT1到基因的启动子区域，二甲基化H4R3，从而调节基因的转录。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41589-023-01267-9文章引用：https://doi.org/10.1038/s41589-023-01267-9
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