结构生物化学/蛋白质-DNA识别
传统上认为，DNA的结合亲和力是由其周围的碱基和磷酸盐决定的。然而，最近的发现揭示了DNA与选择性残基之间相互作用的作用，这些残基以前被认为位于结合界面之外，影响着基因表达。当这些区域与DNA结合时，它们不会形成固定结构。相反，它们会创建一个动态复合体，用于调节从DNA转录RNA。这包括不仅调节用于制造RNA的机制，而且还调节对前mRNA的修饰。 [1]
DNA转录成RNA，RNA翻译成蛋白质的过程，其最简单的形式被认为是由特征性的间接和直接机制控制的。这些机制通常用氢键和静电相互作用来理解。对应碱基之间的氢键作为直接的DNA模板。DNA的结构也受到磷酸基团之间相互作用的间接影响。 [1]
除了影响DNA构象的基本机制之外，我们还必须考虑许多其他因素，这些因素决定了DNA在转录过程中如何改变其形状和柔韧性。帮助决定DNA分子几何形状的主要因素之一是其沟槽和宽度。分子的静电势，主要是其与蛋白质结合的能力，是由复合体的几何形状决定的。与DNA结合的蛋白质配备了识别特定DNA序列的片段。这些片段被称为ID片段，因为它们本质上是无序的，并且它们可以区分和结合多个阶段的DNA。虽然ID片段影响DNA形状的机制尚未完全了解，但据推测，ID片段的工作方式与其他球状蛋白非常相似，一旦与DNA上的目标序列接触就会折叠成指定的形状。ID片段最重要的作用之一是引导DNA结合蛋白沿着一个复合体。ID片段还有助于DNA复合体转变为更特异性的状态。 [1]
ID片段的功能在蛋白质-蛋白质相互作用中得到了最好的研究。在这些相互作用中，ID区域最初似乎没有起到任何区分作用。然而，经过仔细观察，很明显ID区域会影响蛋白质之间的结合亲和力和选择性。ID区域可以通过采用不同的构象来改变两个蛋白质之间的结合亲和力，从而允许不同的结合相互作用和更大的移动性。 [1]
虽然ID片段在DNA-蛋白质相互作用中的作用不像ID片段在蛋白质-蛋白质相互作用中的作用那样好理解，但研究人员确实知道，在大多数真核细胞的DNA-蛋白质相互作用中，转录因子只靶向蛋白质的DNA结合区域。这可能是因为ID区域往往更容易受到蛋白水解的降解。大约70%与DNA结合的蛋白质包含ID区域，这些区域通常位于尾部。这些ID片段赋予尾部电荷，该电荷通过静电相互作用识别DNA序列。静电DNA-蛋白质相互作用是非特异性的，并且它们最小化了游离DNA结合蛋白的存在。 [2]
- 参考文献
- ↑ a b c d Fuxreiter, Monika, Istvan Simon, and Sarah Bondos. "Dynamic Protein–DNA Recognition: Beyond What Can Be Seen." Trends in Biochemical Sciences 36.8 (2011): 415
- ↑ Fuxreiter, Monika, Istvan Simon, and Sarah Bondos. "Dynamic Protein–DNA Recognition: Beyond What Can Be Seen." Trends in Biochemical Sciences 36.8 (2011): 415-416