Ubiquitin-like with PHD and RING finger domains 1 (UHRF1) is an essential factor for the maintenance of mammalian DNA methylation and harbors several reader modules for recognizing epigenetic marks. The tandem Tudor domain (TTD) of UHRF1 has a peptide-binding groove that functions as a binding platform for intra- or intermolecular interactions. Besides the groove interacting with unphosphorylated linker 2 and spacer of UHRF1, it also interacts with di/tri-methylated histone H3 at Lys9 and DNA ligase 1 (LIG1) at Lys126. Here we focus on the phosphorylation of Ser298 in linker 2, which was implied to regulate the ligand-binding property of the TTD. Although the protein expression level of UHRF1 is unchanged throughout the cell cycle, Ser298 phosphorylated form of UHRF1 is notably increased in the G2/M phase, which is revealed by immunoprecipitation followed by Western blotting. Molecularly, while unphosphorylated linker 2 covers the peptide-binding groove to prevent access of other interactors, small-angle X-ray scattering, thermal stability assay and molecular dynamics simulation revealed that the phosphate group of Ser298 dissociates linker 2 from the peptide-binding groove of the TTD to permit the other interactors to access to the groove. Our data reveal a mechanism in which Ser298 phosphorylation in linker 2 triggers a change of the TTD's structure and may affect multiple functions of UHRF1 by facilitating associations with LIG1 at DNA replication sites and histone H3K9me2/me3 at heterochromatic regions.

具有PHD和RING指域1（UHRF1）的泛素样蛋白是维持哺乳动物DNA甲基化的必要因素，并且具有多个识别表观遗传标记的阅读器模块。UHRF1的串联Tudor结构域（TTD）具有肽结合槽，可作为分子内或分子间相互作用的结合平台。除了凹槽与未磷酸化的接头2和UHRF1的间隔基相互作用外，它还与Lys9处的二/三甲基化组蛋白H3和Lys126处的DNA连接酶1（LIG1）相互作用。在这里，我们着眼于接头2上Ser298的磷酸化，这暗示着要调节TTD的配体结合性能。尽管UHRF1的蛋白表达水平在整个细胞周期中都没有变化，但在G2 / M期，Ser298磷酸化的UHRF1形式明显增加，通过免疫沉淀和蛋白质印迹揭示。在分子上，尽管未磷酸化的接头2覆盖了肽结合槽以防止其他相互作用物进入，但小角X射线散射，热稳定性测定和分子动力学模拟显示，Ser298的磷酸基团使接头2从肽结合槽解离TTD的角度允许其他相互作用者进入凹槽。我们的数据揭示了一种机制，其中接头2中的Ser298磷酸化可触发TTD结构的变化，并可能通过促进与DNA复制位点处的LIG1和在异色区的组蛋白H3K9me2 / me3的缔合而影响UHRF1的多种功能。尽管未磷酸化的连接子2覆盖了肽结合槽以防止其他相互作用物进入，但小角度X射线散射，热稳定性测定和分子动力学模拟显示，Ser298的磷酸基团使连接子2从多肽的结合槽中解离了。 TTD允许其他相互作用者进入凹槽。我们的数据揭示了一种机制，其中接头2中的Ser298磷酸化可触发TTD结构的变化，并可能通过促进与DNA复制位点处的LIG1和在异色区的组蛋白H3K9me2 / me3的缔合而影响UHRF1的多种功能。虽然未磷酸化的连接子2覆盖了肽结合槽以防止其他相互作用物进入，但小角度X射线散射，热稳定性测定和分子动力学模拟显示，Ser298的磷酸基团使连接子2从多肽的结合槽中解离了。 TTD允许其他相互作用者进入凹槽。我们的数据揭示了一种机制，其中接头2中的Ser298磷酸化可触发TTD结构的变化，并可能通过促进与DNA复制位点处的LIG1和在异色区的组蛋白H3K9me2 / me3的缔合而影响UHRF1的多种功能。热稳定性测定和分子动力学模拟显示，Ser298的磷酸基团使连接子2从TTD的肽结合槽中解离，从而允许其他相互作用子进入该槽。我们的数据揭示了一种机制，其中接头2中的Ser298磷酸化可触发TTD结构的变化，并可能通过促进与DNA复制位点处的LIG1和在异色区的组蛋白H3K9me2 / me3的缔合而影响UHRF1的多种功能。热稳定性分析和分子动力学模拟显示，Ser298的磷酸基团使连接子2从TTD的肽结合槽中解离，从而允许其他相互作用物进入该槽。我们的数据揭示了一种机制，其中接头2中的Ser298磷酸化可触发TTD结构的变化，并可能通过促进与DNA复制位点处的LIG1和在异色区的组蛋白H3K9me2 / me3的缔合而影响UHRF1的多种功能。