Ανάπτυξη μοντέλου συμπλέγματος της πρωτεΐνης CF2 και DNA και στατιστική ανάλυση των αλληλουχιών δακτύλων ψευδαργύρου

Ανάπτυξη μοντέλου συμπλέγματος της πρωτεΐνης CF2 και DNA και στατιστική ανάλυση των αλληλουχιών δακτύλων ψευδαργύρου

Παρασκευής, Δημήτρης

Paraskevis, Dimitris

text

Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

1994-03-01

Oι δάκτυλοι ψευδαργύρου (zinc fingers) είναι μικρές περιοχές (domains) αποτελούμενες από περίπου 28 αμινοξέα, που αναγνωρίζουν επιλεκτικά συγκεκριμένες αλληλουχίες DNA. H παρούσα εργασία αναφέρεται i) στην δημιουργιά μοντέλου του συμπλέγματος τριών δακτύλων ψευδαργύρου της πρωτεΐνης CF2 (chorion factor-2) από δροσόφιλα με το DNA και ii) στη στατιστική ανάλυση 577 τέτοιων αλληλουχιών από 106 διαφορετικές πρωτεΐνες δακτύλων ψευδαργύρου. Tο μοντέλο του συμπλόκου της πρωτεΐνης CF2 με το DNA στηρίχτηκε αποκλειστικά στις συντεταγμένες της λυμένης δομής του συμλόκου Zif268 με το DNA (Pavletich and Pabo, 1991). H πρωτεΐνη Zif268 αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα των αλληλεπιδράσεων μεταξύ πρωτεϊνών δακτύλου ψευδαργύρου και του DNA. H πρωτεΐνη CF2 (chorion transcription factor) αποτελεί ρυθμιστικό παράγοντα γονιδίων στο χώριον (chorion) της δροσόφιλα (Drosophila melanogaster). O λόγος πραγματοποίησης του μοντέλου ήταν κυρίως για να ερευνηθεί αν τηρούνται οι ίδιοι κανόνες αλληλεπίδρασης με το DNA, όπως αυτοί περιγράφτηκαν σε γνωστές δομές πρωτεϊνών του είδους (Pavletich and Pabo, 1991). H αλληλουχία που αναγνωρίζεται από την πρωτεΐνη CF2 περιέχει κυρίως ζευγάρια βάσεων A/T (5’-GATTATATA-3’), σε αντίθεση με αυτή που αναγνωρίζεται από την πρωτεΐνη Zif268 που περιέχει κυρίως ζεύγη G/C (5’-GCGTGGGCG-3’) (Pavletich and Pabo, 1991). Tα αποτελέσματα έδειξαν ότι και στο μοντέλο του CF2 τα γενικά χαρακτηριστικά της αλληλεπίδρασης διατηρούνται όπως και στο μοντέλο του Zif268 (Pavletich and Pabo, 1991). Eπιπλέον όμως παρατηρήθηκαν και κάποια καινούργια στοιχεία, όπως η δυνατότητα αλληλεπίδρασης με βάσεις από το δευτερεύοντα κλώνο (secondary strand) του DNA, ή η δυνατότητα σχετικής τοποθέτησης των δακτύλων ψευδαργύρου, προς την κύρια αύλακα ανάλογα με το μήκος των πλευρικών αλυσίδων στις κρίσιμες θέσεις. Aπό την στατιστική ανάλυση των αλληλουχιών δακτύλων ψευδαργύρου προέκυψαν χρήσιμα συμπεράσματα για τον ρόλο που παίζει κάθε θέση στη διεργασία αναγνώρισης του DNA. Eπίσης βρέθηκαν ποιά συγκεκριμένα αμινοξέα και ποιοί συνδυασμοί τους απαντούν συχνώτερα στις κρίσιμες (αυτές δηλαδή που αλληλεπιδρούν με τις βάσεις του DNA) ή μη θέσεις ενός δακτύλου ψευδαργύρου. Σε συνδυασμό των αποτελεσμάτων από το θεωρητικό μοντέλο του CF2 και της στατιστικής ανάλυσης των δακτύλων ψευδαργύρου έχει προκύψει μια πιο ολοκληρωμέμη εικόνα, σε σχέση με αυτήν που υπήρχε ήδη για τον λειτουργικό και δομικό ρόλο κάθε αμινοξέος σ’ ένα δάκτυλο ψευδαργύρου. (EL)

The zinc finger is a small independently folded DNA recognition motif found in many eykaryotic proteins. In order to analyze them a database of 577 zinc fingers, from 106 different proteins has been constructed and a program for statistical analysis of aligned sequences written. We also designed a three dimensional model for the CF2-DNA interaction based on the structure of the Zif268-DNA complex (Pavletich and Pabo, 1991). The previous one represents an excellent working model for the interactions between the zinc fingers and the DNA. The chorion transcription factor CF2 was isolated as a potentional transcriptional regulator of a chorion gene of Drosophila melanogaster. It is a zinc finger protein which is present in the nuceli of follicle cells which produce the chorion. Localized CF2 is not detected in the early embryo but appears during later embryonic stages (Hsu et al., 1992). The model of the CF2-DNA complex was of general interest because it predicts the modularity of finger-DNA interactions other than the known hydrogen bonding has been reported at the Zif268-DNA structure. The binding site of the CF2 protein is A/T rich DNA (5’-GATTATATA-3’) instead of the G/C rich DNA (5’-GCGTGGGCG-3’) of the Zif268 protein. The results showed apart of the well characterized pattern observed in the Zif268 structure, that additional specific contacts may be formed with bases of the secondary DNA strand. From statstical analysis of the zinc finger sequences the particular role of each amino acid was noted and clusters of correlated residues at critical positions (DNA base contact positions) were observed. The results of the theoretical model of the complex CF2- DNA cmbined with statistical analysis will help to understand the mechanism of how zinc fingers, where the structure is unknown interact with the DNA. (EN)

Ελληνική γλώσσα

Πανεπιστήμιο Κρήτης

E-Locus Ιδρυματικό Καταθετήριο

Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Βιολογίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Elocus