结构生物化学/蛋白质功能/DNA 结合
在生物过程中，蛋白质和 DNA 之间存在着多种相互作用，其中蛋白质必须识别 DNA 的特定部分。这些相互作用可以通过蛋白质用于识别和与 DNA 相互作用的方式进行分类。蛋白质使用这些相互作用的组合来实现DNA 结合的特定性。
以前，根据早期的低分辨率X 射线结构，人们认为 DNA 螺旋的主要沟中存在的核酸集，提供了一组与互补氨基酸序列相对应的碱基，以实现识别特异性。这种识别理论被称为直接读取。虽然这种识别机制很常见，并且在蛋白质数据库中提供了大量的蛋白质，但人们已经认识到，简单的代码之间的一对一对应关系不足以识别蛋白质-DNA 相互作用的特异性。在某些 DNA 识别情况下，蛋白质和 DNA 链之间的相互作用不太直接，并且如果不发生某种 DNA 螺旋构象的变形，这些相互作用不太可能发生。这些相互作用被定义为间接读取机制。
两个主要类别是碱基读取和形状读取。碱基读取是指蛋白质识别不同核酸碱基的特定化学特征。形状读取是指识别 DNA 序列的形状。
碱基读取可以进一步分类为发生在主要沟中的读取和发生在次要沟中的读取。氢键是蛋白质识别 DNA 的一种机制；与次要沟相比，它在主要沟中是更大的特异性来源，这是因为氢键供体和受体的模式可用。在次要沟中，氢键供体/受体模式不会区分 A:T 和 T:A 以及 G:C 和 C:G。基于氢键的特异性取决于供体-受体对的数量和独特的氢键几何形状。当 A:T 结合在一起时，它们会形成两个氢键。当 G:C 结合在一起时，它们会形成三个氢键。氢键也被注意到是由水分子介导的；例如，在 Trp 阻遏蛋白酶中，发现水分子桥接氢键。但是，这种水介导的氢键识别机制只在主要沟读取中被发现，而不是在次要沟读取中。
从次要沟中置换水分子也可以用作 DNA 结合的热力学驱动力。疏水效应也可以用于识别特定的碱基，例如嘧啶基团与嘌呤基团相比。虽然氢键在识别嘌呤碱基（如腺嘌呤和鸟嘌呤）方面很有效，但与嘧啶的接触主要是疏水的。
形状读取可以分为全局形状识别和局部形状识别。DNA 形状的变化取决于每对碱基的化学相互作用，这会导致独特的构象特征。读取中的特异性取决于与通常的 B-DNA 结构的差异，并导致结合不太理想的 DNA 构象。
局部形状读取取决于两个主要的变化：狭窄的次要沟和 DNA 扭结。DNA 扭结是指由于碱基对堆积而导致螺旋线性断裂。这促进了氨基酸和 DNA 碱基之间的最佳接触。
全局形状读取被归类为整个 DNA 结合位点不处于理想的 B-DNA 结构中。这些结构的例子是 A-DNA、弯曲 DNA 和 Z-DNA。在 A 型 DNA 中，由于次要沟扩展，通常不暴露的糖结构可以接触非极性氨基酸，例如丙氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸。在 Z-DNA 中，识别磷酸基团的位置。例如，RNA 腺苷脱氨酶识别左手螺旋上锯齿状的磷酸模式。
Rohs, Remo (2010). "蛋白质-DNA 识别的特异性起源". 生物化学年度评论. 检索于 2011-11-15.