結構生物化學/蛋白質-DNA識別
傳統上認為，DNA的結合親和力是由其周圍的鹼基和磷酸鹽決定的。然而，最近的發現揭示了DNA與選擇性殘基之間相互作用的作用，這些殘基以前被認為位於結合介面之外，影響著基因表達。當這些區域與DNA結合時，它們不會形成固定結構。相反，它們會建立一個動態複合體，用於調節從DNA轉錄RNA。這包括不僅調節用於製造RNA的機制，而且還調節對前mRNA的修飾。 [1]
DNA轉錄成RNA，RNA翻譯成蛋白質的過程，其最簡單的形式被認為是由特徵性的間接和直接機制控制的。這些機制通常用氫鍵和靜電相互作用來理解。對應鹼基之間的氫鍵作為直接的DNA模板。DNA的結構也受到磷酸基團之間相互作用的間接影響。 [1]
除了影響DNA構象的基本機制之外，我們還必須考慮許多其他因素，這些因素決定了DNA在轉錄過程中如何改變其形狀和柔韌性。幫助決定DNA分子幾何形狀的主要因素之一是其溝槽和寬度。分子的靜電勢，主要是其與蛋白質結合的能力，是由複合體的幾何形狀決定的。與DNA結合的蛋白質配備了識別特定DNA序列的片段。這些片段被稱為ID片段，因為它們本質上是無序的，並且它們可以區分和結合多個階段的DNA。雖然ID片段影響DNA形狀的機制尚未完全瞭解，但據推測，ID片段的工作方式與其他球狀蛋白非常相似，一旦與DNA上的目標序列接觸就會摺疊成指定的形狀。ID片段最重要的作用之一是引導DNA結合蛋白沿著一個複合體。ID片段還有助於DNA複合體轉變為更特異性的狀態。 [1]
ID片段的功能在蛋白質-蛋白質相互作用中得到了最好的研究。在這些相互作用中，ID區域最初似乎沒有起到任何區分作用。然而，經過仔細觀察，很明顯ID區域會影響蛋白質之間的結合親和力和選擇性。ID區域可以透過採用不同的構象來改變兩個蛋白質之間的結合親和力，從而允許不同的結合相互作用和更大的移動性。 [1]
雖然ID片段在DNA-蛋白質相互作用中的作用不像ID片段在蛋白質-蛋白質相互作用中的作用那樣好理解，但研究人員確實知道，在大多數真核細胞的DNA-蛋白質相互作用中，轉錄因子只靶向蛋白質的DNA結合區域。這可能是因為ID區域往往更容易受到蛋白水解的降解。大約70%與DNA結合的蛋白質包含ID區域，這些區域通常位於尾部。這些ID片段賦予尾部電荷，該電荷透過靜電相互作用識別DNA序列。靜電DNA-蛋白質相互作用是非特異性的，並且它們最小化了遊離DNA結合蛋白的存在。 [2]
- 參考文獻
- ↑ 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