ДНК-зв'язувальні білки: відмінності між версіями

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Інтерактивний перегляд історії
(Переглянути усі неперевірені зміни)
[неперевірена версія][неперевірена версія]
← Попереднє редагуванняНаступне редагування →
Вилучено вміст Додано вміст
ВізуальнийВікірозмітка
Немає опису редагування
Немає опису редагування
Рядок 4: Рядок 4:
[[Image:Lambda repressor 1LMB.png|thumb|right|185px|Лямбда інгібуючий [[спіраль-петля-спіраль]] транскрипційний фактор приєднаний до його ДНК мішені <ref>Created from [http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=1LMB PDB 1LMB]</ref>]]
[[Image:Lambda repressor 1LMB.png|thumb|right|185px|Лямбда інгібуючий [[спіраль-петля-спіраль]] транскрипційний фактор приєднаний до його ДНК мішені <ref>Created from [http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=1LMB PDB 1LMB]</ref>]]
[[Image:EcoRV 1RVA.png|thumb| [[Ендонуклеази рестрикції]] [[EcoRV]] (зелена) в комплексі з її субстратом ДНК<ref>Created from [http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=1RVA PDB 1RVA]</ref>]]
[[Image:EcoRV 1RVA.png|thumb| [[Ендонуклеази рестрикції]] [[EcoRV]] (зелена) в комплексі з її субстратом ДНК<ref>Created from [http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=1RVA PDB 1RVA]</ref>]]
'''ДНК-зв’язуючі білки''' <ref>{{cite book |author=Travers, A. A. |title=DNA-protein interactions |publisher=Springer |location=London |year=1993 |pages= |isbn=978-0-412-25990-6 |oclc= |doi= |accessdate=}}</ref><ref>{{cite journal |author=Pabo CO, Sauer RT |title=Protein-DNA recognition |journal=Annu. Rev. Biochem. |volume=53 |issue= 1|pages=293–321 |year=1984 |pmid=6236744 |doi=10.1146/annurev.bi.53.070184.001453 |url=}}</ref><ref>{{cite journal | doi= 10.1038/scientificamerican1283-94 | author= Dickerson R.E. | title=The DNA helix and how it is read |journal=Sci Am |year= 1983 | volume=249 | issue= 6 |pages=94–111 }}</ref> - це [[Білки]]ки, які утворені з [[ДНК-зв’язуючих домен]]ів, а отже мають специфічну чи загальну спорідненість до одно- або двониткових [[ДНК]]. ДНК-зв’язуючі білки, які є сайт-специфічними, в основному взаємодіють із великою борозенкою [[B-ДНК]]а, тому що вона експонує більше [[Функціональна група|функціональних груп]], які ідентифікують[[Пара основ | пару основ]]. Однак відомі і до [[мала борозна| малої борозни ]] ДНК-зв’язуючі ліганди, такі як Нетропсин, <ref>{{cite journal |author=Zimmer C, Wähnert U |title=Nonintercalating DNA-binding ligands: specificity of the interaction and their use as tools in biophysical, biochemical and biological investigations of the genetic material |journal=Prog. Biophys. Mol. Biol. |volume=47 |issue=1 |pages=31–112 |year=1986 |pmid=2422697 |doi= 10.1016/0079-6107(86)90005-2 |url=}}</ref> Дістаміцин, [[Hoechst 33258]], [[Пентамідин]], ДАФІ(4.6-диамідо-2-фенол-індол) та інші.<ref>{{cite journal |author=Dervan PB |title=Design of sequence-specific DNA-binding molecules |journal=Science |volume=232 |issue=4749 |pages=464–71 |date=April 1986 |pmid=2421408 |doi= 10.1126/science.2421408|url=}}</ref>
'''ДНК-зв’язуючі білки''' <ref>{{cite book |author=Travers, A. A. |title=DNA-protein interactions |publisher=Springer |location=London |year=1993 |pages= |isbn=978-0-412-25990-6 |oclc= |doi= |accessdate=}}</ref><ref>{{cite journal |author=Pabo CO, Sauer RT |title=Protein-DNA recognition |journal=Annu. Rev. Biochem. |volume=53 |issue= 1|pages=293–321 |year=1984 |pmid=6236744 |doi=10.1146/annurev.bi.53.070184.001453 |url=}}</ref><ref>{{cite journal | doi= 10.1038/scientificamerican1283-94 | author= Dickerson R.E. | title=The DNA helix and how it is read |journal=Sci Am |year= 1983 | volume=249 | issue= 6 |pages=94–111 }}</ref> - це [[Білки]], які утворені з [[ДНК-зв’язуючих домен]]ів, а отже мають специфічну чи загальну спорідненість до одно- або двониткових [[ДНК]]. ДНК-зв’язуючі білки, які є сайт-специфічними, в основному взаємодіють із великою борозенкою [[B-ДНК]]а, тому що вона експонує більше [[Функціональна група|функціональних груп]], які ідентифікують[[Пара основ | пару основ]]. Однак відомі і до [[мала борозна| малої борозни ]] ДНК-зв’язуючі ліганди, такі як Нетропсин, <ref>{{cite journal |author=Zimmer C, Wähnert U |title=Nonintercalating DNA-binding ligands: specificity of the interaction and their use as tools in biophysical, biochemical and biological investigations of the genetic material |journal=Prog. Biophys. Mol. Biol. |volume=47 |issue=1 |pages=31–112 |year=1986 |pmid=2422697 |doi= 10.1016/0079-6107(86)90005-2 |url=}}</ref> Дістаміцин, [[Hoechst 33258]], [[Пентамідин]], ДАФІ(4.6-диамідо-2-фенол-індол) та інші.<ref>{{cite journal |author=Dervan PB |title=Design of sequence-specific DNA-binding molecules |journal=Science |volume=232 |issue=4749 |pages=464–71 |date=April 1986 |pmid=2421408 |doi= 10.1126/science.2421408|url=}}</ref>


==Приклади==
==Приклади==
Рядок 10: Рядок 10:


==Не специфічні ДНК-білкові взаємодії==
==Не специфічні ДНК-білкові взаємодії==
Структурні білки, що зв’язують ДНК є добре вивченими прикладами неспецифічної ДНК-білкової взаємодії. В самій хромосомі ДНК зберігається в комплексі зі структурними білками. Ці білки впорядковують ДНК в компактну структуру під назвою [[Хроматин]]. В еукаріотів в цих структурах ДНК зв’язується з комплексом невеликих основних білків[[Гістони]], коли ж у прокаріотів залучається значна кількість протеїнів.<ref>{{cite journal |author=Sandman K, Pereira S, Reeve J |title=Diversity of prokaryotic chromosomal proteins and the origin of the nucleosome | journal=Cell Mol Life Sci |volume=54 |issue=12 | pages=1350&ndash;64 |year=1998 |pmid=9893710 |doi=10.1007/s000180050259}}</ref><ref>{{cite journal |author=Dame RT |title=The role of nucleoid-associated proteins in the organization and compaction of bacterial chromatin |journal=Mol. Microbiol. |volume=56 |issue=4 |pages=858–70 |year=2005 |pmid=15853876 |doi=10.1111/j.1365-2958.2005.04598.x}}</ref> Гістони створюють диско-подібний комплекс під [[Нуклеосома]], який містить два повні витки дво-ланцюгової ДНК, намотаної на її поверхності. Ці не-специфічні взаємодії формуються за рахунок основних груп в гістонах, створюючи [[Іонний зв'язок | іонні зв’язки]] з кислотними вуглеводно-фосфатними залишками хребта ДНК, і є, таким чином, значною мірою, незалежні від послідовності основ ДНК.<ref>{{cite journal |author=Luger K, Mäder A, Richmond R, Sargent D, Richmond T |title=Crystal structure of the nucleosome core particle at 2.8 A resolution | journal=Nature |volume=389 |issue=6648 | pages=251&ndash;60 |year=1997 |pmid=9305837 | doi = 10.1038/38444}}</ref> Хімічні модифікація цих амінокислотних залишків включає [[Метилювання]], [[Фосфорилювання]] та [[Ацетилювання]].<ref>{{cite journal |author=Jenuwein T, Allis C |title=Translating the histone code | journal=Science |volume=293 |issue=5532 | pages=1074&ndash;80 |year=2001 |pmid=11498575 |doi=10.1126/science.1063127}}</ref> Ці хімічні модифікації змніюють міцність взаємодії між гістонами і ДНК, роблячи ДНК більш чи менш доступною для [[Фактори транскрипції |факторів транскрипції]] і змінюючи рівень транскрипції.<ref>{{cite journal |author=Ito T |title=Nucleosome assembly and remodelling | journal=Curr Top Microbiol Immunol |volume=274 | pages=1&ndash;22 |pmid=12596902 |year=2003 |doi=10.1007/978-3-642-55747-7_1}}</ref> Інші не-специфічні ДНК-зв’язуючі протеїни в хроматині містять включають високо-мобільні ггрупи білків, які приєднюються, щоб натягнути чи деформувати ДНК.<ref>{{cite journal |author=Thomas J |title=HMG1 and 2: architectural DNA-binding proteins | journal=Biochem Soc Trans |volume=29 |issue=Pt 4 | pages=395&ndash;401 |year=2001 |pmid=11497996 |doi=10.1042/BST0290395}}</ref> Ці протеїни є важливими в згинанні масивів нуклеосом і впорядкування їх в більші структури, щоб утворити хромосоми. ref>{{cite journal |author=Grosschedl R, Giese K, Pagel J |title=HMG domain proteins: architectural elements in the assembly of nucleoprotein structures | journal=Trends Genet |volume=10 |issue=3 | pages=94–100 |year=1994 |pmid=8178371 |doi=10.1016/0168-9525(94)90232-1}}</ref>
Структурні білки, що зв’язують ДНК є добре вивченими прикладами неспецифічної ДНК-білкової взаємодії. В самій хромосомі ДНК зберігається в комплексі зі структурними білками. Ці білки впорядковують ДНК в компактну структуру під назвою [[Хроматин]]. В еукаріотів в цих структурах ДНК зв’язується з комплексом невеликих основних білків[[Гістони]], коли ж у прокаріотів залучається значна кількість протеїнів.<ref>{{cite journal |author=Sandman K, Pereira S, Reeve J |title=Diversity of prokaryotic chromosomal proteins and the origin of the nucleosome | journal=Cell Mol Life Sci |volume=54 |issue=12 | pages=1350&ndash;64 |year=1998 |pmid=9893710 |doi=10.1007/s000180050259}}</ref><ref>{{cite journal |author=Dame RT |title=The role of nucleoid-associated proteins in the organization and compaction of bacterial chromatin |journal=Mol. Microbiol. |volume=56 |issue=4 |pages=858–70 |year=2005 |pmid=15853876 |doi=10.1111/j.1365-2958.2005.04598.x}}</ref> Гістони створюють диско-подібний комплекс під [[Нуклеосома]], який містить два повні витки дво-ланцюгової ДНК, намотаної на її поверхності. Ці не-специфічні взаємодії формуються за рахунок основних груп в гістонах, створюючи [[Іонний зв'язок | іонні зв’язки]] з кислотними вуглеводно-фосфатними залишками хребта ДНК, і є, таким чином, значною мірою, незалежні від послідовності основ ДНК.<ref>{{cite journal |author=Luger K, Mäder A, Richmond R, Sargent D, Richmond T |title=Crystal structure of the nucleosome core particle at 2.8 A resolution | journal=Nature |volume=389 |issue=6648 | pages=251&ndash;60 |year=1997 |pmid=9305837 | doi = 10.1038/38444}}</ref> Хімічні модифікація цих амінокислотних залишків включає [[Метилювання]], [[Фосфорилювання]] та [[Ацетилювання]].<ref>{{cite journal |author=Jenuwein T, Allis C |title=Translating the histone code | journal=Science |volume=293 |issue=5532 | pages=1074&ndash;80 |year=2001 |pmid=11498575 |doi=10.1126/science.1063127}}</ref> Ці хімічні модифікації змніюють міцність взаємодії між гістонами і ДНК, роблячи ДНК більш чи менш доступною для [[Фактори транскрипції |факторів транскрипції]] і змінюючи рівень транскрипції.<ref>{{cite journal |author=Ito T |title=Nucleosome assembly and remodelling | journal=Curr Top Microbiol Immunol |volume=274 | pages=1&ndash;22 |pmid=12596902 |year=2003 |doi=10.1007/978-3-642-55747-7_1}}</ref> Інші не-специфічні ДНК-зв’язуючі протеїни в хроматині містять включають високо-мобільні ггрупи білків, які приєднюються, щоб натягнути чи деформувати ДНК.<ref>{{cite journal |author=Thomas J |title=HMG1 and 2: architectural DNA-binding proteins | journal=Biochem Soc Trans |volume=29 |issue=Pt 4 | pages=395&ndash;401 |year=2001 |pmid=11497996 |doi=10.1042/BST0290395}}</ref> Ці протеїни є важливими в згинанні масивів нуклеосом і впорядкування їх в більші структури, щоб утворити хромосоми. <ref>{{cite journal |author=Grosschedl R, Giese K, Pagel J |title=HMG domain proteins: architectural elements in the assembly of nucleoprotein structures | journal=Trends Genet |volume=10 |issue=3 | pages=94–100 |year=1994 |pmid=8178371 |doi=10.1016/0168-9525(94)90232-1}}</ref>


==ДНК-зв’язуючі білки, що специфічно зв’язують до одно-ланцюгових молекул ==
==ДНК-зв’язуючі білки, що специфічно зв’язують до одно-ланцюгових молекул ==

Версія за 12:17, 7 червня 2014

Cro протеїновий комплекс з ДНК
Взаємодія ДНК (оранжевим кольором) з Гістониами (намальовано синім). Дані білки приєднюються до фосфатних груп ДНК за рахунок наявності основних амінокислот.
Лямбда інгібуючий спіраль-петля-спіраль транскрипційний фактор приєднаний до його ДНК мішені [1]
Ендонуклеази рестрикції EcoRV (зелена) в комплексі з її субстратом ДНК[2]

ДНК-зв’язуючі білки [3][4][5] - це Білки, які утворені з ДНК-зв’язуючих доменів, а отже мають специфічну чи загальну спорідненість до одно- або двониткових ДНК. ДНК-зв’язуючі білки, які є сайт-специфічними, в основному взаємодіють із великою борозенкою B-ДНКа, тому що вона експонує більше функціональних груп, які ідентифікують пару основ. Однак відомі і до малої борозни ДНК-зв’язуючі ліганди, такі як Нетропсин, [6] Дістаміцин, Hoechst 33258, Пентамідин, ДАФІ(4.6-диамідо-2-фенол-індол) та інші.[7]

Приклади

ДНК-зв’язуючі Білки включають Фактори транскрипції які є генними модуляторами процесу транскрипції, різні Полімерази, Нуклеази які розрізають молекули ДНК, та Гістони які берутьь участь в компресії хромосом і транскрипції в клітинному ядрі. ДНК-зв’язуючі протеїни можуть містити такі домени, як DNA-binding proteins can incorporate such domains as the цинковий палець, «спіраль-петля-спіраль», «лейцинова застібка» (одні з багатьох) , що сприяють зв’язуванні молекули до нуклеотиду.

Не специфічні ДНК-білкові взаємодії

Структурні білки, що зв’язують ДНК є добре вивченими прикладами неспецифічної ДНК-білкової взаємодії. В самій хромосомі ДНК зберігається в комплексі зі структурними білками. Ці білки впорядковують ДНК в компактну структуру під назвою Хроматин. В еукаріотів в цих структурах ДНК зв’язується з комплексом невеликих основних білківГістони, коли ж у прокаріотів залучається значна кількість протеїнів.[8][9] Гістони створюють диско-подібний комплекс під Нуклеосома, який містить два повні витки дво-ланцюгової ДНК, намотаної на її поверхності. Ці не-специфічні взаємодії формуються за рахунок основних груп в гістонах, створюючи іонні зв’язки з кислотними вуглеводно-фосфатними залишками хребта ДНК, і є, таким чином, значною мірою, незалежні від послідовності основ ДНК.[10] Хімічні модифікація цих амінокислотних залишків включає Метилювання, Фосфорилювання та Ацетилювання.[11] Ці хімічні модифікації змніюють міцність взаємодії між гістонами і ДНК, роблячи ДНК більш чи менш доступною для факторів транскрипції і змінюючи рівень транскрипції.[12] Інші не-специфічні ДНК-зв’язуючі протеїни в хроматині містять включають високо-мобільні ггрупи білків, які приєднюються, щоб натягнути чи деформувати ДНК.[13] Ці протеїни є важливими в згинанні масивів нуклеосом і впорядкування їх в більші структури, щоб утворити хромосоми. [14]

ДНК-зв’язуючі білки, що специфічно зв’язують до одно-ланцюгових молекул

Серед ДНК-зв’язуючих білків є окрема група молекул, які специфічно зв’язують одно-ниткові молекули ДНК. В людей, реплікативний протеїн А(RPA eng.) є найбільш вивчений член цієї родини білків. Він використовується в процесі де розділяється подвійна спіраль, включаючи ДНК реплікацію, рекомбінацію і ДНК репарацію. [15] Швидше за все дані білки стабілізують одно-ниткові ДНК і захищеють їх від утворення These binding proteins seem to stabilize single-stranded DNA and protect it from forming шпильок чи деградації нуклеазами.

Зв’язування до специфічних ДНК послідовностей

На противагу, інші білки задіяні в зв’язуванні специфічних послідовностей. Найбільш інтенисивно вивчаються різні Фактори транскрипції, які є білками, що регулюють. Кожен транскрипційний фактор зв’язкується до однієї специфічної множини ДНК послідовностей і активує чи інгібує транскрипцію генів, які містять дані послідовності біля своїх промоуторів. Фактори транскрипції роблять це двома шляхами. По-перше, вони можуть приєднюватися до РНА-полімерази відповідальної за транскрипцію або прямо, або через інший медіаторний білок, це змінює локацію полімерази, і вона наближається до промотора, і дозволяє їй розпочати процес тракнскрипції. [16] Або ж, фактор транскрипції може зв’язувати Ферменти, що модифікують гістони біля промоторної ділянки; і це змінить рівень доступності ДНК матриці для полімерази.[17]

Так як ці ДНК-цілі можуть опинитися будь-де в людському геномі, зміна в активностьі одного типу фактора транксрипці може вплинути на тисячі генів.[18] Як наслідок, ці білки є часто мішенею для Трансдукції сигналу, процесу що контролює відповідь на зміну зовнішнього середовища чи диференціювання клітині їх розвиток. Специфічність цих факторів транскрипції взаємодії з ДНК походить від того, білки створють декілька контактів з гранями основ ДНК, що й дозволяє ім «прочитати»ДНК послідовність. Більшість цих взаємодій відбувають у великій борозенці, де основи є більше доступні. [19] Математичний опис білок-ДНК зв’язування враховує спеціфічність послідовності, конкурентність та кооперацію в процесі зв’язування білків різних типів, і зазвичай здійснюється з допомогою біофізичного.[20]

Посилання

  1. ↑ Created from PDB 1LMB
  2. ↑ Created from PDB 1RVA
  3. ↑ Travers, A. A. (1993). DNA-protein interactions. London: Springer. ISBN 978-0-412-25990-6.
  4. ↑ Pabo CO, Sauer RT (1984). Protein-DNA recognition. Annu. Rev. Biochem. 53 (1): 293—321. doi:10.1146/annurev.bi.53.070184.001453. PMID 6236744.
  5. ↑ Dickerson R.E. (1983). The DNA helix and how it is read. Sci Am. 249 (6): 94—111. doi:10.1038/scientificamerican1283-94.
  6. ↑ Zimmer C, Wähnert U (1986). Nonintercalating DNA-binding ligands: specificity of the interaction and their use as tools in biophysical, biochemical and biological investigations of the genetic material. Prog. Biophys. Mol. Biol. 47 (1): 31—112. doi:10.1016/0079-6107(86)90005-2. PMID 2422697.
  7. ↑ Dervan PB (April 1986). Design of sequence-specific DNA-binding molecules. Science. 232 (4749): 464—71. doi:10.1126/science.2421408. PMID 2421408.
  8. ↑ Sandman K, Pereira S, Reeve J (1998). Diversity of prokaryotic chromosomal proteins and the origin of the nucleosome. Cell Mol Life Sci. 54 (12): 1350—64. doi:10.1007/s000180050259. PMID 9893710.
  9. ↑ Dame RT (2005). The role of nucleoid-associated proteins in the organization and compaction of bacterial chromatin. Mol. Microbiol. 56 (4): 858—70. doi:10.1111/j.1365-2958.2005.04598.x. PMID 15853876.
  10. ↑ Luger K, Mäder A, Richmond R, Sargent D, Richmond T (1997). Crystal structure of the nucleosome core particle at 2.8 A resolution. Nature. 389 (6648): 251—60. doi:10.1038/38444. PMID 9305837.
  11. ↑ Jenuwein T, Allis C (2001). Translating the histone code. Science. 293 (5532): 1074—80. doi:10.1126/science.1063127. PMID 11498575.
  12. ↑ Ito T (2003). Nucleosome assembly and remodelling. Curr Top Microbiol Immunol. 274: 1—22. doi:10.1007/978-3-642-55747-7_1. PMID 12596902.
  13. ↑ Thomas J (2001). HMG1 and 2: architectural DNA-binding proteins. Biochem Soc Trans. 29 (Pt 4): 395—401. doi:10.1042/BST0290395. PMID 11497996.
  14. ↑ Grosschedl R, Giese K, Pagel J (1994). HMG domain proteins: architectural elements in the assembly of nucleoprotein structures. Trends Genet. 10 (3): 94—100. doi:10.1016/0168-9525(94)90232-1. PMID 8178371.
  15. ↑ Iftode C, Daniely Y, Borowiec J (1999). Replication protein A (RPA): the eukaryotic SSB. Crit Rev Biochem Mol Biol. 34 (3): 141—80. doi:10.1080/10409239991209255. PMID 10473346.
  16. ↑ Myers L, Kornberg R (2000). Mediator of transcriptional regulation. Annu Rev Biochem. 69 (1): 729—49. doi:10.1146/annurev.biochem.69.1.729. PMID 10966474.
  17. ↑ Spiegelman B, Heinrich R (2004). Biological control throughs regulated transcriptional coactivators. Cell. 119 (2): 157—67. doi:10.1016/j.cell.2004.09.037. PMID 15479634.
  18. ↑ Li Z, Van Calcar S, Qu C, Cavenee W, Zhang M, Ren B (2003). A global transcriptional regulatory role for c-Myc in Burkitt's lymphoma cells. Proc Natl Acad Sci USA. 100 (14): 8164—9. doi:10.1073/pnas.1332764100. PMC 166200. PMID 12808131.
  19. ↑ Pabo C, Sauer R (1984). Protein-DNA recognition. Annu Rev Biochem. 53 (1): 293—321. doi:10.1146/annurev.bi.53.070184.001453. PMID 6236744.
  20. ↑ Teif V.B., Rippe K. (2010). Statistical-mechanical lattice models for protein-DNA binding in chromatin. Journal of Physics: Condensed Matter. arXiv:1004.5514.

Зовнішні посилання

Шаблон:DNA-binding proteins

Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=ДНК-зв%27язувальні_білки&oldid=14399812