PYHIN(Pyrin and HIN domain containing protein)基因家族是 Ⅰ 型和 Ⅱ 型干扰素诱导基因,在包括细胞周期控制、肿瘤抑制、转录调控、分化和细胞凋亡等细胞过程中起关键作用。PYHIN蛋白的HIN(hematopoietic interferon-inducible nuclear)结构域通过不同 的双链 DNA(double-stranded DNA,dsDNA)结合模式识别双链DNA。这些模式赋予PYHIN蛋白在调节先天性免疫反应、基因转录LY2157299配制和细胞凋亡方面不同的作用。髓样细胞核分化抗原(Myeloid cell nuclear differentiation antigen,MNDA)是 PYHIN 家族的一员,它与 DNA 结合并调节单核细胞的基因转录。但MNDA与双链DNA结合的特征、分子机制和结合模式尚不清楚。本文的研究目的是通过结构生物学方法探究人源MNDA(hMNDA)和鼠源MNDA(mMNDA)的HIN结构域的结构及其与双链DNA相互作用的分子机制。我们通过荧光偏振实验证明了 hMNDA-HIN和mMNDA-HIN均能够以序列非依赖性的方式结合双链DNA,即HIN结构域主要识别DNA的磷酸-糖骨架,而不参与DNA碱基的识别,且这种相互作用的本质是静电相互作用。我们通过晶体学方法解析了 hMNDA-HIN-dsDNA复合物的结构和mMNDA-HIN的结构。结构显示,hMNDA和mMNDA的HIN结构域总体拓扑结构高度保守,均通过连接子串联两个经典的OB折叠(OB1和OB2),但它们的表面电荷分布与其他PYHIN成员的HIN结构域有所差异。在hMNDA-HIN-dsDNA复合物结构中,我们观察到两个不同的蛋白:dsDNA结合界面(定义为界面Ⅰ和界面Ⅱ)。在这两个界面上,主要是HIN蛋白的碱性残基与dsDNA的糖-磷酸骨架形成了氢键和静电相互作用。在界面Ⅰ上,dsDNRecurrent infectionA 同时结合了 OB1的R262、连接子-α2螺旋的N297,以及OB2上的三个碱性残基K366、R368和K395。在界面Ⅱ上,dsDNA同时与OB2的L12(K334、K335、N336)和 L45(R375、T376、R379)区域结合。在PYHIN家族中,已报道的两种HIN-dsDNA结合模式分别是AIM2型和p202型,其中界面Ⅰ的位置与AIM2型类似,界面Ⅱ则是一Bucladesine供应商种全新的双链DNA结合界面。通过突变、荧光偏振和凝胶迁移阻滞实验,我们证明了界面Ⅰ和界面Ⅱ均为hMNDA-HIN与双链DNA结合的界面。在mMNDA-HIN结构中,我们发现其对应于AIM2的dsDNA结合界面上有广泛的正电荷分布,联合同源序列比对的结果,我们推测该区域可能是其dsDNA结合界面。通过突变、荧光偏振和凝胶迁移阻滞实验,我们发现该区域上的残基突变显著减弱了 mMNDA-HIN与双链DNA的结合能力,表明mMNDA-HIN具有AIM2型的双链DNA结合模式。综上,本研究揭示了 MNDA-HIN以序列非依赖的方式与双链DNA结合。结构和突变研究表明,mMNDA-HIN使用AIM2型双链DNA结合模式与双链DNA结合。同时,hMNDA-HIN通过一种独特的方式与双链DNA结合,它包括两个双链DNA结合界面。界面Ⅰ为AIM2型的双链DNA结合模式,界面Ⅱ具有先前未报道的双链DNA结合模式。这些结果为研究PYHIN蛋白的DNA结合模式提供了新的视角。