布氏锥虫是一种在撒哈拉以南非洲地区广泛分布的一种单细胞真核生物,可通过舌蝇叮咬进行传播,引起人的嗜睡病和动物的那加那病,给人类健康和经济发展带来很大威胁,目前没有有效的治疗方案。锥虫病之所以难治,在于可变表面糖蛋白即VSG的存在,布氏锥虫的表面糖蛋白可以周期性的发生变化,以此来逃逸宿主的免疫系统清除。近期研究发现,组蛋白的表观遗传学修饰与VSG的转录密切相关。对组蛋白的修饰研究显示布氏锥虫的表观遗传学修饰和高等真核生物有一定的保守性,但在某些方面也具有一定差异。表观遗传学中bromo结构域是重要的识别组蛋白乙酰化修饰的结构域,布氏锥虫中有5个含bromo结构域的蛋白,其中BDF5蛋白含有两个串联bromo结构域(分别记为BDF5-bromo1和BDF5-bromo2)和一个长的C端序列。序列比对显示布氏锥虫bromo结构域与高等真核生物序列同源性较低。我们用核磁共振技术解析了 BDF5-bromo1的核磁溶液结构。BDF5-bromo1由四个α螺旋(αZ螺旋、αA螺旋、αB螺旋和αC螺旋)及连接螺旋区的三个环(ZA连接环、AB连接环和BC连接环)组成,四个α螺旋形成桶状结构,长的ZA连接环、短的BC连接环与靠近BC连接环的αB螺旋和αC螺旋形成可结合乙酰化赖氨酸的疏水口袋。结构比对显示BDF5-bromo1结构域和高等真核生物的bromo结构域有类似的全螺旋折叠结构。此外,我们构建表达了 GSTBDF5-bromo1融合蛋白,GSTpull-down实验证明BDF5-bromo1结构域可以结合布氏锥虫组蛋白;进一步的,我们利用AlphaLISA均相酶连免疫分析技术分析了 BDF5-bromo1与人类组蛋白小肽的结合情况,发现BDF5-bromo1可以识别H4K12ac和H4K5K8K12K16ac,鉴于布氏锥虫和人类在这些乙酰化修饰位点的保守性,我们推断BDF5-bromo1可能是通过识别锥体虫的H4组蛋白乙酰化位点行使功能的。因此,我们通过far-western实验筛选合成的13条布氏锥虫乙酰化组蛋白小肽,最终发现BDF5-bromo1与H4K4ac和H4K10ac有相互作用。我们进一步通过核磁化学位移微扰实验验证了两条布氏锥虫乙酰化小肽与BDF5-bromo1之间存在较强的相互作用并找到了潜在的蛋白识别小肽的位点。