Histone H3 Lysine 4 (H3K4) methylation, a modification that broadly modulates DNA based processes including transcription, is highly conserved in eukaryotes and directly stimulated by monoubiquitylation of histone H2B (H2Bub). Past studies have shown distinct mechanisms involved in H2Bub-dependent H3K4 methylation mediated by the yeast Set1 complex (Set1C) which is the sole enzyme for all H3K4 methylation in yeast. Here, I report the characterization of Set1C components including domains within Spp1, a multi-functional subunit of Set1C. The PHDL of Spp1 mediates the interaction between the n-SET domain of Set1 and the catalytic core subunits to modulate H2Bub-dependent H3K4 methylation. A novel interaction is identified between the N-terminal region of Set1 and Swd1 that compensates the stimulatory activity of Spp1 in context of the full-length Set1C. In addition, I show a direct interaction between Set1C and RNA mediated by the central region of Set1 and their role in chromatin association of Set1C. This study provides a fundamental understanding of the functional relationship between the confirmation and enzyme activity of Set1C and suggests a novel regulatory model to explain H2Bub-dependent H3K4 methylation.
진핵생물에 보존된 히스톤 H3K4 메틸화는 전사 과정 등 DNA를 기반으로 하는 여러 세포 내 기작을 조절하며 H2B 유비퀴틴화에 의해 촉진된다. 효모에서는 Set1 복합체가 H2B 유비퀴틴화에 의존한 H3K4 메틸화를 수행하며 이 과정의 여러 모델들이 제시되어 왔다. 본 연구는 효모 Set1 복합체의 소단위체 중 하나인 Spp1 내 도메인들의 기능을 생화학적으로 분석하였다. Spp1 내 PHDL 도메인이 Set1 복합체의 중요 소단위체 간의 결합을 매개하여 H2B 유비퀴틴화에 의존한 H3K4 메틸화 과정을 조절함을 밝혔다. 단백질 결합 분석을 통해 Set1과 Swd1 간의 새로운 결합 작용을 보이고 이 결합이 Spp1의 기능을 보완하는 특징을 발견했다. 더하여 Set1의 중심 부분이 Set1 복합체의 RNA 결합과 크로마틴 위치에 갖는 기능을 보였다. 본 연구는 Set1 복합체의 형태와 활성화 사이의 기능적 연관성에 대한 기반 지식을 제공하고 H2B 유비퀴틴화에 의존한 H3K4 메틸화 과정의 새로운 조절 기작을 제시한다.
