W10 oddzialywania bialko-DNA, Biochemia, STRUKTURA I FUNKCJE BIALEK
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Białka i kwasy nukleinowe Notatki te z pewnością zawierają błędy i braki, więc jeżeli ktoś takowe zauważy prosiłbym by nie zachowywał tego dla siebie, tylko dał mi znać na maila postaram się je jak najszybciej poprawić/ uzupełnić. Slajdy dostępne pod adresem hasło: mimoza Wykład 10 Oddziaływania białko-DNA: Istnieje podział, choć jest on nieostry: 1. Nieswoiste – białk-dowolny DNA np. histony, enzymy restrykcyjne 2. Swoiste – białko-specyficzna sekwencja DNA, same oddziaływania są identyczne jak w nieswoistym, jednak występuje w kilku różnych fragmentach DNA. np. receptor lac . Rozpoznaje on 20 nt sekwencję za specyficznością 2x10 13 , a fragmenty niespecyficzne 2x10 6 . Jest jeden rozpoznawany przez niego fragment w genomie E. Coli , czyli z 2x10 6 nt rozpoznaje 2x10. Z tego wynika, iż istnieje 2x10 5 sekwencji o długości 20 nt z którymi może się wiązać niespecyficznie (jak rozumiem zakładamy brak nachodzenia). Wiem zatem, że każdy taki receptor wykazuje 10 7 większe powinowactwo do 1 z 10 5 sekwencji. Związanie przez niego allolaktozy powoduje, że specyficzne powinowactwo rośnie z 10 7 większego do 10 10 większego, a więc jeśli porówna się to prawdopodobieństwo z ilością sekwencji to jest to z 10 2 na 10 5 . Zmiana ta jest na tyle duża by operon działał zero- jedynkowo. [jak ktoś może to lepiej wyjaśnić to proszę – mi to się wydaje mocno mętne] Domeny rozpoznające DNA są małe (do 100aa) i opierają się na oddziaływaniach elektrostatycznych i wodorowych, a nie jak białka na hydrofobowych. DNA występuje w trzech strukturach II rzędowych. - A, B i Z. B-DNA to struktura „zwykła”, mająca duży i mały rowek, które zwykle są rozpoznawane przez białka (najczęściej duży). Zasadniczo w dużej bruździe widzimy powierzchnię zasad azotowych i to właśnie grupy na ich krawędziach będą rozpoznawane (czasem występuje też Pro interkalująca w cząsteczkę DNA). Występują tam grupy akceptujące (N, O) i akceptowane (H, CH 3 ) w wiązaniach wodorowych. W dużym rowku dla każdej pary zasad można znaleźć specyficzny „kod” układów donor-akceptor, co jest niemożliwe w małym rowku, gdzie w związku z tym do specyficznego rozpoznania trzeba użyć większej liczby zasad. Z perspektywy białka do rowka wnikają reszty aa. Istnieje tu pewna specyficzność (np. Arg z G), ale bez jednoznacznego kodu (np. Asp, Asn, Glu, Gln z A) Dokowanie białek opiera się na: • Zmianie jego konformacji dzięki niespecyficznym oddziaływaniom (zwykle P) • specyficznemu rozpoznaniu sekwencji • Deformacji DNA przez białko (nieproporcjonalnie często w układach działających przez mały rowek) Metody badania oddziaływania DNA-białko: • Footprinting → rozpoznawanie sekwencji 1. Mamy próbkę z DNA i z DNA, gdzie dodaliśmy kompleksujące z nim białko 2. Degradujemy DNA 3. Puszczamy na żelu i analizujemy co było osłonięte • Gel-shift → spowolnienie migracji w żelu DNA związanego z białkiem • Wiązanie ze złożem → robimy na kolumnach 1. Wiążemy białko, puszczamy DNA i patrzymy co się związało 2. Wiążemy konkretną sekwencję DNA i puszczamy białka Struktury rozpoznające DNA → większość wykorzystuje fakt, że pasują do siebie rozmiarem duży rowek i α-helis np. Helix-turn-helix, palce cynkowe czy zamek leucynowy Istnieje oficjalny podział białek wiążących DNA (należy uważać, bo u Prokariota występuje pseudopalec cynkowy) Grupa I = białka z motywem HTH. Jest on zbudowany z helisy rozpoznającej (działającej specyficznie przez reszty aa z rowkiem) i helisy o charakterze przytrzymującym (ułożonej pod kątem i oddziałującej niespecyficznie z łańcuchem). Do tej grupy należą min. receptor Cro i λ . U prokariota motyw HTH często występuje ponownie w odległości 10 obrotów DNA i rozpoznaje sekwencje palindromowe. np. CAP , receptor operonu tryptofanowego , Cro i λ . Operon tryptofanowy polega zasadniczo na tym, że ułożenie właśnie dwóch motywów HTH (a co za tym idzie powinowactwo do operatora) jest zależne od obecności Trp. Podobny ruch struktury motywów występuje w bakteryjnych białkach inicjacji replikacji. Należy pamiętać, że często nie jest to jedyny motyw rozpoznający DNA w danym białku i często towarzyszą mu inne helikalne struktury np. w endonukleazie Fdk1 Motyw ten występuje oczywiście również u Eukariota (często w monomerach) np. homodomena w czynniku transkrypcyjnym Matα, albo POU w Oct-1. Grupa II = wiążąca koordynacyjnie Zn .Ta grupa jest duża i najlepiej poznaną z niej strukturą są palce cynkowe, ale są też inne np. w białku p53 2+ Palce cynkowe to układ α-helis z 2 wstążkami β-harmonijki. Układ ten standardowo wiąże koordynacyjnie cyn 2 Cys i 2 His, ale bywają inne proporcje aa. Często układ palców jest taki, że jest ich dużo i ułożeniem „śledzą” kolejno duży rowek wiążąc się w nim. Wiąże się α- helisa w pozycjach 1-3 i 6. p53 , jest złożoną strukturą z α-helis z 9 wstążkowym fragmentem β-harmonijki i pętlą wiążącą. Elementy z każdego fragmentu biorą udział w oddziaływaniu i robią to zarówno przez duży, jak i mały rowek. Grupa III – białka z suwakiem z 2 α-helis. Dzielimy je na 2 podgrupy: I. Białka z 2 α-helisami w splecionym dimerze, gdzie góra trzyma cały motyw razem a dół oddziałuje z DNA. Zaliczamy tu suwak leucynowy, choć jego helisy są równoległe i klasycznie oddziałują a nie „wchodzą” w siebie II. Układ helisa-pętla-helisa w dimerze. Daje to w sumie 4 helisy, z których dolna para utrzymuje strukturę a górna oddziałuje z DNA. Np. motyw HLH W obu strukturach dimer jest stabilizowany przez hydrofobowe aa (dużo Leu) Należy pamiętać pamiętać, iż istnieje cała kombinatoryka wzajemnych ułożeń tych różnych helis. Grupa IV – inna z α-helisami np. MADS box Grupa V – oddziałuje przez β-harmonijkę. np. TBP Oddziałuje ono od strony małej bruzdy powodując rozkręcenie i zgięcie helisy DNA. Zwykle białka te działają na obszarach AT bogatych i kluczowy jest tu wpływ oddziaływań hydrofobowych. Są też takie białka Prokariotyczne np. HU o małej specyficzności, albo HF o wysokiej. Grupa VI – białka oddziałujące przez β-wstążkę/ spinkę Enzymy nieswoiste, np. polimeraza DNA, podstawowym problemem jest to, że muszą być niespecyficzne i wysoko procesywne (nie mogą się związać) Klenowo z Polimerazy I – moty „obejmującej dłoni”, czyli β-harmonijka i obejmujące ją z dwóch stron α-helisy. Podjednostka β Polimerazy III DNA = kółko z dziurką. Podobne struktury występują w Eukaruita, Prokariota i fagów. Mechanizm → przyłączają się po kolei 2 połówki, obie ATP zależnie i potem może się już dołączyć i zacząć procesować polimeraza. Białka oddziałujące z RNA – najprostsze to wirusowe, nieustrukturalizowane białka bogate w zasadowe aa (głównie Arg), które przybierają strukturę w trakcie oddziaływania z DNA 3 napopularniejsze domeny w komórce mają strukturę α/β: • dsRBM – wiąże 2 niciowe RNA • KH – z 1 niciowym RNA, operuje na podstawie białek HnRPK procesująć RNA w jądrze • RRM – np. hnRNP A1 , które również działa w jądrze, ale może min. wiązać histony. Zasadniocz występują tu 3-4 wstążki β-harmonijki tworzące platformę oddziałującą z RNA i α-helisa ją stabilizująca. Swoistość RRM opiera się na tym, że aa aromatyczne z β-kartki specyficznie interkalują swoimi resztami w RNA. Domeny te często są tandemowo powtórzone w 1 białku, co prowadzi do zwiększenia płaszczyzny a co za tym idzie również zwiększenia specyficzności Domena RAZ jest rzadka, ale ważna z uwagi na występowanie w białkach związanych z degradacją RNA. Posiada ona β-kartkę tworzącą szczelinę, gdzie wchodzi RNA. Palce cynkowe oddziałujące z RNA – mogą oddziaływać z 2-niciowym, wtedy jak w DNA, albo z 1-niciowym co zwiększa znaczenie specyficznych wiązań. Motywy multimeryczne, np. TRAP regulujący transkrypcję, albo Pumilio zaangażowany w splicing. Tworzą one kuliste struktury, które owijają wokół siebie RNA. Ostatnio aktualizowane: 2009r. [ Pobierz całość w formacie PDF ] |
W trosce o komfort korzystania z naszego serwisu chcemy dostarczać Ci coraz lepsze usługi. By móc to robić prosimy, abyś wyraził zgodę na dopasowanie treści marketingowych do Twoich zachowań w serwisie. Zgoda ta pozwoli nam częściowo finansować rozwój świadczonych usług.
Pamiętaj, że dbamy o Twoją prywatność. Nie zwiększamy zakresu naszych uprawnień bez Twojej zgody. Zadbamy również o bezpieczeństwo Twoich danych. Wyrażoną zgodę możesz cofnąć w każdej chwili.