真核基因的表达受到包括组蛋白修饰在内的表观遗传的动态调控。组蛋白修饰指组蛋白N端尾巴发生如甲基化、乙酰化、泛素化等的翻译后共价修饰,其中组蛋白甲基化主要包括组蛋白赖氨酸残基的单甲基化（Kme1）、双甲基化（Kme2）、三甲基化（Kme3）和精氨酸甲基化等,这些修饰被各种组蛋白修饰酶动态调控,并被组蛋白修饰后识别蛋白所识别。Royal famlily家族成员作为组蛋白甲基化修饰识别蛋白,迄今研究报道较多。拟南芥LHP1（AtLHP1）蛋白为HP1蛋白在植物内的同源蛋白,由N端的chromodomain 和 C 端的 chromo shadow domain 组成。chromodomain 作为 Royal family家族的主要成员,最早在果蝇HP1和Pc蛋白中被发现,分别通过结合组蛋白H3K9me3（HP1）和H3K27me3（Pc）修饰而参与基因表达调控。人类基因组编码表达3种HP1蛋白的同源蛋白（CBX1,3,5）和5种Pc蛋白的同源蛋白（CBX2,4,6,7,8）。生化实验表明,人源HP1蛋白的chromodomain选择性结合H3K9me3小肽,且结合能力较强。而人源Pc蛋白则可以弱结合H3K9/K27me3,没有明显的选择性。尽管AtLHP1蛋白结构组成与HP1蛋白类似,然而现有报道表明,AtLHP1的chromodomain既可以结合H3K9me2/3也可以结合H3K27me3,功能上类似于Pc蛋白同源物,但具体的分子机制尚不清楚。为了进一步研究AtLHP1对组蛋白H3甲基化位点的识别特异性,在本论文里我们首先克隆并表达纯化了 AtLHP1 chromodomain,利用等温滴定微量热（ITC）系统检测了其与H3K9me0-me3及H3K27me0-me3小肽的结合能力。我们的实验结果发现AtLHP1 chromodomain对H3K9me2/3和H3K27me2/3都具有结合性,并且AtLHP1 chromodomain 与 H3K9me3、H3K27me2/3 结合力相似,但与 H3K9me2 的结合力减弱了 3-4倍。为了进一步研究AtLHP1 chromodomain识别甲基化组蛋白H3的分子机制,我们尝试筛选AtLHP1 chromodomain与不同甲基化程度和不同长度的组蛋白小肽的复合物晶体的结晶条件,成功获得并解析了 AtLHP1 chromodomain的单体和AtLHP1 chromodomain-H3K9me3复合物结构。通过结构分析及与其他已解析的HP1和Pc蛋白chromodomain的序列和结构比对,我们发现不同于HP1中选择性结合甲基化H3K9的polar fingers残基（D-E）,在AtLHP1 chromodomain中,此处的氨基酸组成为F-A,更类似于Pc蛋白中结合甲基化H3K9/27的hydrophobic clasp残基（V-L）,解释其既可以结合甲基化修饰的H3K9也可以结合甲基化修饰的H3K27的可能机制。此外,相比于Pc chromodomain,AtLHP1的chromodain表面带负电荷,与HP1 chromodomain表面负电荷一致,可以更好的结合带正电荷的组蛋白尾巴,解释了 AtLHP1 chromodomain可以以较强亲和力结合H3K9/K27me3小肽的可能机制。综上,我们的研究结果较好的解释了AtLHP1尽管蛋白组成上类似于HP1蛋白,但功能上更接近于Pc蛋白的分子机制,并为进一步研究AtLHP1的生物学功能奠定了基础。