Контакты ДНК---белок:
связывание с ДНК мышечного транскрипционного фактора MEF2A (человек)

Исследование с помощью программы RasMol

Параметры поиска: для полярных контактов - 3.5 Å, для гидрофобных - 4.5 Å. Для подсчета в RasMol использовались скрипт для всего белка и скрипт для SRF-like domain.
Белок состоит из двух похожих по конформации и секвенсу гомодимеров (A и B, C и D, взаимодействующих каждый со "своим" фрагментом ДНК. Поэтому исследовалось взаимодействие белка с двумя молекулами ДНК (E и F, G и H соответственно). Для каждого дуплекса ДНК в файле есть по два варианта (А и В), видимо, из-за того, что MEF2 - специфический фактор для более чем одного гена с сравнительно вариабельными респонсивными элементами в промоторах, и в файле приведены фрагменты промоторов двух генов.
Контакты цепей А и В белка с цепями E и F ДНК (вариант А)

	Полярные	Гидрофобные	Всего
Контакты белка с ...
... остатками 2'-дезоксирибозы	11	38	49
... остатками фосфорной кислоты	20	---	20
... остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	4	0	4
... остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	6	8	14

Контакты цепей А и В белка с цепями E и F ДНК (вариант В)

	Полярные	Гидрофобные	Всего
Контакты белка с ...
... остатками 2'-дезоксирибозы	10	39	49
... остатками фосфорной кислоты	18	---	18
... остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	2	0	2
... остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	6	8	14

Контакты цепей C и D белка с цепями H и G ДНК (вариант А)

	Полярные	Гидрофобные	Всего
Контакты белка с ...
... остатками 2'-дезоксирибозы	12	61	73
... остатками фосфорной кислоты	15	---	15
... остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	4	1	5
... остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	6	8	14

Контакты цепей C и D (SRF-like domain) белка с цепями H и G ДНК (вариант B)

	Полярные	Гидрофобные	Всего
Контакты белка с ...
... остатками 2'-дезоксирибозы	12	54	66
... остатками фосфорной кислоты	13	---	13
... остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	3	10	13
... остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	6	9	15

Контакты SRF-like domain (1-59 цепей С и D) c цепями ДНК G и H (вариант B)

	Полярные	Гидрофобные	Всего
Контакты белка с ...
... остатками 2'-дезоксирибозы	4	21	25
... остатками фосфорной кислоты	13	---	13
... остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки	3	9*	12
... остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки	0	1	1

*- нашелся еще один контакт области большой бороздки этой ДНК с аргинином из цепи B (скорее всего, стекинг-взаимодействие, обуславливающее излом ДНК)

Полярных взаимодействий в сумме намного меньше, чем гидрофобных, с бороздками меньше контактов, чем с остовом ДНК, но тем не менее контактов, обепечивающих секвенс-специфичность, сравнительно много, причем у всего преоблажают взаимодействия с малой бороздкой ДНК, у SRF-подобного домена (9-59 а.о.) - с большой. Поэтому можно сделать вывод о специфичности связывания белка с ДНК. А большое количество неполярных взаимодействий белка с остовом ДНК служит для устойчивого связывания фактора с ДНК.

За специфичность связывания белка с ДНК отвечают остатки, взаимодействующие с основаниями (малой и большой бороздками). Это в данном случае N-концевые остатки всех четрех цепей. Был выбран контакт между 4-м а.о. цепи С и А7-м и Т8 цепи H и T12 цепи G и еще один между 23-м а.о. цепи С и А7-м и Т8 цепи H и T12 цепи G Двойная спираль (образованная альфа-спиралями обеих цепей) и подходящая к большой бороздке (но я не видела, чтобы она в нее входила) обеспечивает неспецифичное связывание, а специфичное связывание обеспечивается N-концевыми бета-листами, входящими в малые бороздки (основные специфические контакты), но они не целиком входят в домен (который начинается с 9-го а.о. и заканчивается 59-м а.о.). Был рассмотрен глицин (а.о.№2) вне этого домена (поэтому в выравнивании его найти нельзя), поэтому остается лишь предположить, что этот остаток не должен быть консервативным, т.к. в данном случае в образовании контактов участвует только остов, а наличие боковой цепи сделает контакт более устойчивым..

Кроме того, был рассмотрен а.о. Lys23 (цепь С), аминогруппа из радикала которого образует водородную связь с атомом азота аденина и карбонильной группой гуанина цепи G.

Этот а.о. консервативен в подсемействе MEF из семейства транскрипционных факторов SRF-TF. >MEF2_DROME SRITDERNRQVTFNKRKFGVMKKAYELSVLCDCEIALIIFSSSNKLYQYAS >MEF2A_HUMAN TRIMDERNRQVTFTKRKFGLMKKAYELSVLCDCEIALIIFNSSNKLFQYAS >MEF2A_MOUSE TRIMDERNRQVTFTKRKFGLMKKAYELSVLCDCEIALIIFNSSNKLFQYAS >MEF2A_XENLA TRIMDDRNKQVTFTKRKFGLMKKAYELSVLCDCEIALIIFNSSNKLFQYAS >MEF2B_HUMAN SRILDQRNRQVTFTKRKFGLMKKAYELSVLCDCEIALIIFNSANRLFQYAS >MEF2B_MOUSE SRILDQRNRQVTFTKRKFGLMKKAYELSVLCDCDIALIIFNSAQRLFQYAS >MEF2C_HUMAN TRIMDERNRQVTFTKRKFGLMKKAYELSVLCDCEIALIIFNSTNKLFQYAS >MEF2C_MOUSE TRIMDERNRQVTFTKRKFGLMKKAYELSVLCDCEIALIIFNSTNKLFQYAS >MEF2D_HUMAN QRITDERNRQVTFTKRKFGLMKKAYELSVLCDCEIALIIFNHSNKLFQYAS >MEF2D_MOUSE QRITDERNRQVTFTKRKFGLMKKAYELSVLCDCEIALIIFNHSNKLFQYAS >MEF2D_XENLA QRITDERNRQVTFTKRKFGLMKKAYELSVLCDCEIALIIFNHSNKLFQYAS

АС белка в UniProt - Q02078. Соответствующий ДНК-связывающий домен - это PF00319 (SRF-like domain). Исследуемый белок MEF2A из подсемейства MEF семейства транскрипционных факторов SRF-TF, является секвенс-специфичным транскрипционным фактором и энхансером, что подтвердило предположение о секвенс-специфичности связывания белка с ДНК при исследовании контактов в RasMol и кроме того подтвердило стекинг-взаимодействие между фенилаланином цепи А и Т1 цепи G, вызывающее излом цепи ДНК. Причем дальнодействующим энхансером, по-видимому, является именно домен, состоящий из цепей А и В, а SRF-подобный домен из цепей С и D.

Контакты цепей ДНК E и F с цепями белка A и B
Контакты цепей ДНК G и H с цепями белка C и D

В отличие от результатов исследования контактов в RasMol, nucplot нашел единичные контакты белка с фосфатными группами ДНК (в предыдущем случае они не были найдены), также было найдено мало контактов белка с дезоксирибозой, что очень похоже на результаты исследования в RasMol. И так же, как в предыдущем случае, контактов белка с бороздками ДНК (и в целом, т.к. поля) значительно больше, чем с остовом, причем неполярных контактов намного больше, чем полярных.

Главная страница > Третий семестр > Исследование контактов ДНК---белок