El dedo PHD fue descubierto en 1993 como un motivo Cys 4 - His -Cys 3 en las proteínas homeodominio vegetal (de ahí PHD) HAT3.1 en Arabidopsis y maíz ZmHox1a. [1] El motivo de dedo de zinc PHD se asemeja al dominio RING de unión de metal (Cys 3 -His-Cys 4 ) y al dominio FYVE . Se presenta como un solo dedo, pero a menudo en grupos de dos o tres, y también se presenta junto con otros dominios, como el cromodominio y el bromodominio .
El dedo PHD, de aproximadamente 50 a 80 aminoácidos de longitud, se encuentra en más de 100 proteínas humanas. Varias de las proteínas en las que se encuentra se encuentran en el núcleo y están involucradas en la regulación génica mediada por la cromatina . El dedo PHD se encuentra en proteínas como los coactivadores transcripcionales p300 y CBP , la proteína similar a Polycomb (Pcl), las proteínas del grupo Trithorax como ASH1L , ASH2L y MLL , el regulador autoinmune (AIRE), el complejo Mi-2 (parte del complejo de histona desacetilasa), el correpresor TIF1, la familia JARID1 de desmetilasas y muchas más.
La estructura de RMN del dedo PHD del WSTF ( factor de transcripción del síndrome de Williams ) humano muestra que las cisteínas y la histidina conservadas coordinan dos iones Zn 2+ . En general, el dedo PHD adopta un pliegue globular, que consiste en una lámina beta de dos cadenas y una hélice alfa . La región que consiste en estas estructuras secundarias y los residuos involucrados en la coordinación de los iones zinc están muy conservados entre especies. Las regiones de bucle I y II son variables y podrían aportar especificidad funcional a los diferentes dedos PHD.
Se ha informado que los dedos PHD de algunas proteínas, incluyendo ING2 , YNG1 y NURF, se unen a la histona H3 trimetilada en la lisina 4 ( H3K4me3 ), mientras que otros dedos PHD han dado negativo en dichos ensayos. Una proteína llamada KDM5C tiene un dedo PHD, que se ha informado que se une a la histona H3 lisina 9 trimetilada ( H3K9me3 ). [2] Con base en estas publicaciones, la unión a lisinas trimetiladas en histonas puede ser una propiedad generalizada entre los dedos PHD. Los dominios que se unen a histonas modificadas se denominan lectores epigenéticos , ya que reconocen específicamente la versión modificada del residuo y se unen a él. La modificación H3K4me3 está asociada con el sitio de inicio de la transcripción de genes activos, mientras que H3K9me3 está asociada con genes inactivos. Las modificaciones de las lisinas de las histonas son dinámicas, ya que hay metilasas que añaden grupos metilo a las lisinas y hay desmetilasas que eliminan los grupos metilo. KDM5C es una desmetilasa de la lisina 4 de la histona H3, lo que significa que es una enzima que puede eliminar los grupos metilo de la lisina 4 en la histona 3 (convirtiéndola en H3K4me2 o H3K4me1 ). Solo se puede especular si la unión de H3K9me3 al dominio PHD de KDM5C proporciona una diafonía entre la trimetilación de H3K9 y la desmetilación de H3K4me3. Dichas diafonías se han sugerido anteriormente con otros dominios involucrados en la regulación de la cromatina y pueden proporcionar una regulación estrictamente coordinada.
Otro ejemplo es el dedo PHD de la proteína BHC80/ PHF21A , que es un componente del complejo LSD1 . En este complejo, LSD1 desmetila específicamente H3K4me2 a H3K4me0, y BHC80 se une a H3K4me0 a través de su dedo PHD para estabilizar el complejo en sus promotores objetivo, presumiblemente para evitar una mayor remetilación. Este es el primer ejemplo de un dedo PHD que reconoce el estado de metilación cero de la lisina.