Поиск в базах данных

Упражнения

1. Код референсного протеома (ID) организма Brucella abortus (strain 2308) - UP000002719.
2. Число белков систем секреции в референсном протеоме Brucella abortus: 14.
3. Число белков систем секреции в референсном протеоме Brucella abortus, которые не помечены как неохарактеризованные: 13.
4. Число белков, связывающих атом железа, в референсном протеоме Brucella abortus: 29.
5. Поиск статьи Блюменталя "Транс-сплайсинг и опероны C.elegans": запрос Blumenthal[Author] AND trans-splicing[Title] AND C.elegans[Title] . Число найденных статей: 6. Искомая статья - первая в списке. PMID: 23175478.
6. Публикации, в которых цитируется данная статья: по ссылке.
7. Бактериальные белки систем секреции типа IV:
- Запрос "Chain Type: there is a Protein chain but not any DNA or RNA or Hybrid and TAXONOMY is Bacteria (eubacteria) and StructTitleQuery: struct.title.comparator=contains struct.title.value=type IV secretion system".
- Таблица полученных структур

ДНК метилтрансферазы млекопитающих

С помощью базы данных Uniprot была получена информация о ДНК-метилтрансферазах человека.
Был введен запрос: "name:"dna methyltransferase" gene:dnmt* AND reviewed:yes AND organism:"Homo sapiens (Human) [9606]" AND proteome:up000005640". Информация о найденных белках представлена в этой таблице.

Таблица c данными по PDB-структурам, связанным с ДНК-метилтрансферазами: здесь. В ней представлены не только собственно структуры трех ДНК-метилтрансфераз, но так же несколько структур связывания этих белков с какими-то другими молекулами (ДНК или ассоциированными белками). Запрос: "TaxonomyTree Search for Homo sapiens (human) and EnzymeClassificationTree Search for 2.1.1.37: DNA (cytosine-5-)-methyltransferase and Chain Type: there is a Protein chain but not any RNA or Hybrid".

Таблица с данными из PubMed: здесь. Запрос: "mammalian DNA (cytosine-5)methyltransferase [Title/Abstract] AND free full text[sb]", плюс был выбран фильтр Review.

Всего найдено 4 белка, из них 3 являются настоящими метилтрансферазами человека - те, которые соответствуют генам DNMT3A, DNMT3B, DNMT1. Четвертый белок - DNMT2 - в настоящее время переобозначен как TRDMT1. В 2006 году было выяснено, что на самом деле этот белок не метилирует ДНК, как это предполагалось ранее, а является метилтрансферазой для тРНК, переносящей аспартат. Найденные три белка - это цитозин(C5)-ДНК-метилтрансферазы. Вообще ДНК-метилтрансферазы - это ферменты, катализирующие метилирование нуклеотидных остатков ДНК, то есть переносящие метильную группу на азотистое основание. На изображении справа показан цитозин (в двух формах), который как раз и является метилируемым азотистым основанием, метилируется пятый атом углерода. Из приведенных в таблице ферментов два - DNMT3A и DNMT3B - осуществляют модификацию неметелированных и полуметилированных сайтов CpG, а DNMT1 "предпочитает" полуметилированные сайты CpG, а именно присоединяет метильную группу к одной из цепей ДНК в точках, где метилирована комплементарная цепь.

Коферментом данных белков, является S-аденозилметионин (изображение слева), участвующий во всех реакциях, связанных с переносом метильной группы. Помимо него, на основании данных из PDB можно выделить кофермент S-аденозил-L-гомоцистеин. Кроме того, во всех трех видах ДНК-метилтрансфераз присутствуют 1 или 2 "цинковых пальца", то есть кофактором является также ион Zn(II) (по таблице данных из Uniprot).

Процесс метилирования в клетках организма чаще всего играет роль в регуляции экспрессии тех или иных генов. Известно, что карта метилирования геномной ДНК зависит от возраста. Эпигенетические маркеры, основанные на изменении метилирования ДНК в определенных местах генома, сейчас считаются более точными в определении биологического возраста человека, чем прогнозы, построенные на основе длины теломер. Кроме того, метилирование ДНК, скорее всего, играет существенную роль в онкогенезе. Были сопоставлены данные о генотипах тех людей, которые предрасположены к раковым заболеваниям, с профилями метилирования их ДНК, и результаты позволяют предположить, что существует довольно серьезная корреляция между уровнем метилирования CpG и экспрессией ключевых генов рака.

Присоединение метильной группы к нуклеотидам довольно сильно влияет на деятельность ядра клетки. Около 60-70% сайтов CpG у млекопитающих метилированы. При гиперметилировании CpG-динуклеотидов в промоторной части генов происходит репрессия транскрипции, которая происходит за счет привлечения метилцитозин-связывающих белков. Они, в свою очередь, взаимодействуют с многими белками, участвующими в моделировании хроматина. Таким образом, влияние метилирования ДНК на структуру хроматина имеет большое значение для развития и функционирования живого организма.

На страницу второго семестра

Источники:
[1] - Метилирование ДНК (Википедия)
[2] - БД Uniprot
[3] - PDB
[4] - Pubmed