„DNA-bindende Proteine“ – Versionsunterschied

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== Eigenschaften ==
== Eigenschaften ==
DNA-bindende Proteine besitzen eine [[Proteindomäne]], welche an DNA binden kann. Die Bindung kann dabei an verschiedenen [[Funktionelle Gruppe|funktionellen Gruppen]] erfolgen. Das Rückgrat der DNA besteht aus sich abwechselnden [[Phosphat]]- und [[Desoxyribose]]-Einheiten. Durch die Phosphatgruppen ist die DNA proportional zur Kettenlänge mit negativen [[Ladung (Physik)|Ladungen]] versehen, an die unter anderem Proteindomänen mit positiv-geladenen [[Aminosäure]]n (z. B. [[Lysin]], [[Arginin]]) oder Proteindomänen mit negativ geladenen Aminösäuren mit [[Komplexbindung|komplexierten]] Kationen binden können (z. B. [[Magnesium|Mg<sup>2+</sup>]]- oder [[Zink|Zn<sup>2+</sup>]]-Komplexe).<ref>{{cite journal |author=Luger K, Mäder A, Richmond R, Sargent D, Richmond T |title=Crystal structure of the nucleosome core particle at 2.8 A resolution | journal=Nature |volume=389 |issue=6648 | pages=251&ndash;60 |year=1997 |pmid=9305837 | doi = 10.1038/38444}}</ref> Da das Desoxyribosephosphat-Rückgrat sich ständig wiederholt, kann ein ausschließlich an das Rückgrat bindendes Protein nicht an eine bestimmte [[DNA-Sequenz]] binden (keine Sequenzspezifität). Eine sequenzspezifische Bindung erfolgt durch zumidest teilweise Bindung an eine bestimmte Folge von [[Nukleinbase]]n, teilweise kann auch das Rückgrat gebunden werden.
DNA-bindende Proteine kommen in allen Lebewesen und [[DNA-Virus|DNA-Viren]] vor. Sie besitzen mindestens eine [[Proteindomäne]], welche an DNA binden kann. Die Bindung kann dabei an verschiedenen [[Funktionelle Gruppe|funktionellen Gruppen]] erfolgen. Das Rückgrat der DNA besteht aus sich abwechselnden [[Phosphat]]- und [[Desoxyribose]]-Einheiten. Durch die Phosphatgruppen ist die DNA proportional zur Kettenlänge mit negativen [[Ladung (Physik)|Ladungen]] versehen, an die unter anderem Proteindomänen mit positiv-geladenen [[Aminosäure]]n (z. B. [[Lysin]], [[Arginin]]) oder Proteindomänen mit negativ geladenen Aminösäuren mit [[Komplexbindung|komplexierten]] Kationen binden können (z. B. [[Magnesium|Mg<sup>2+</sup>]]- oder [[Zink|Zn<sup>2+</sup>]]-Komplexe).<ref>{{cite journal |author=Luger K, Mäder A, Richmond R, Sargent D, Richmond T |title=Crystal structure of the nucleosome core particle at 2.8 A resolution | journal=Nature |volume=389 |issue=6648 | pages=251&ndash;60 |year=1997 |pmid=9305837 | doi = 10.1038/38444}}</ref> Da das Desoxyribosephosphat-Rückgrat sich ständig wiederholt, kann ein ausschließlich an das Rückgrat bindendes Protein nicht an eine bestimmte [[DNA-Sequenz]] binden (keine Sequenzspezifität). Eine sequenzspezifische Bindung erfolgt durch zumidest teilweise Bindung an eine bestimmte Folge von [[Nukleinbase]]n, teilweise kann auch das Rückgrat gebunden werden.


=== Sequenzspezifität ===
=== Sequenzspezifität ===
DNA-bindende Proteine ohne Sequenzspezifität sind z. B. die Polymerasen, Helicasen und generell Proteine, die an der DNA entlanggleiten (z. B. DNA-Klammer). Sequenzspezifisch DNA-bindende Proteine sind z. B. Transkriptionsfaktoren, die an definierten Stellen ([[Promotor (Genetik)|Promotor]]) eine [[Genexpression]] auslösen.<ref>{{cite journal |author=Li Z, Van Calcar S, Qu C, Cavenee W, Zhang M, Ren B |title=A global transcriptional regulatory role for c-Myc in Burkitt's lymphoma cells | journal=Proc Natl Acad Sci USA |volume=100 |issue=14 | pages=8164&ndash;9 |year=2003 |pmid=12808131 | doi = 10.1073/pnas.1332764100 |pmc=166200}}</ref> Aufgrund des höheren Anteils an Nukleinbasen in der Oberfläche binden sequenzspezifische DNA-bindende Moleküle eher in der großen Furche der DNA-Doppelhelix.<ref>{{cite journal |author=Pabo C, Sauer R |title=Protein-DNA recognition | journal=Annu Rev Biochem |volume=53 |issue=1 | pages=293&ndash;321 |year=1984 |pmid=6236744 | doi = 10.1146/annurev.bi.53.070184.001453}}</ref> Während manche sequenzspezifisch DNA-bindende Proteine bevorzugt einzelsträngige DNA binden (z. B. Einzelstrang-bindendes Protein), binden andere doppelsträngige DNA (die meisten) und einige wenige auch [[Heteroduplex]]e aus DNA und [[RNA]] (z. B. [[Telomerase]], [[Reverse Transkriptase]]n, [[RNase|RNase H]]).
DNA-bindende Proteine ohne Sequenzspezifität sind z. B. die Polymerasen, Helicasen und generell Proteine, die an der DNA entlanggleiten (z. B. DNA-Klammer). Sequenzspezifisch DNA-bindende Proteine sind z. B. Transkriptionsfaktoren, die an definierten Stellen ([[Promotor (Genetik)|Promotor]]) eine [[Genexpression]] auslösen.<ref>{{cite journal |author=Li Z, Van Calcar S, Qu C, Cavenee W, Zhang M, Ren B |title=A global transcriptional regulatory role for c-Myc in Burkitt's lymphoma cells | journal=Proc Natl Acad Sci USA |volume=100 |issue=14 | pages=8164&ndash;9 |year=2003 |pmid=12808131 | doi = 10.1073/pnas.1332764100 |pmc=166200}}</ref> Aufgrund des höheren Anteils an Nukleinbasen in der Oberfläche binden sequenzspezifische DNA-bindende Moleküle eher in der großen Furche der DNA-Doppelhelix.<ref>{{cite journal |author=Pabo C, Sauer R |title=Protein-DNA recognition | journal=Annu Rev Biochem |volume=53 |issue=1 | pages=293&ndash;321 |year=1984 |pmid=6236744 | doi = 10.1146/annurev.bi.53.070184.001453}}</ref> Während manche sequenzspezifisch DNA-bindende Proteine bevorzugt einzelsträngige DNA binden (z. B. Einzelstrang-bindendes Protein), binden andere doppelsträngige DNA (die meisten) und einige wenige auch [[Heteroduplex]]e aus DNA und [[RNA]] (z. B. [[Telomerase]], [[Reverse Transkriptase]]n, [[RNase|RNase H]]).

=== Bindung einzelsträngiger DNA ===
Einzelsträngige DNA kommt in [[Eukaryot]]en dauerhaft an den [[Telomer]]en vor und vorübergehend unter anderem bei der [[Replikation]], der [[Transkription (Biologie)|Transkription]], der [[Rekombination]] und der DNA-Reparatur vor.<ref>T. H. Dickey, S. E. Altschuler, D. S. Wuttke: ''Single-stranded DNA-binding proteins: multiple domains for multiple functions.'' In: ''Structure (London, England : 1993).'' Band 21, Nummer 7, Juli 2013, S.&nbsp;1074–1084, {{ISSN|1878-4186}}. {{DOI|10.1016/j.str.2013.05.013}}. PMID 23823326. {{PMC|3816740}}.</ref> das [[Einzelstrang-bindendes Protein|Einzelstrang-bindende Protein]]<ref>{{cite journal |author=Iftode C, Daniely Y, Borowiec J |title=Replication protein A (RPA): the eukaryotic SSB | journal=Crit Rev Biochem Mol Biol |volume=34 |issue=3 | pages=141&ndash;80 |year=1999 |pmid=10473346 |doi=10.1080/10409239991209255}}</ref><ref>J. Kur, M. Olszewski, A. D?ugo?ecka, P. Filipkowski: ''Single-stranded DNA-binding proteins (SSBs) – sources and applications in molecular biology.'' In: ''Acta biochimica Polonica.'' Band 52, Nummer 3, 2005, S.&nbsp;569–574, {{ISSN|0001-527X}}. PMID 16082412</ref>


=== Bindung doppelsträngiger DNA ===
=== Bindung doppelsträngiger DNA ===
Doppelsträngige DNA mit komplementärer [[Basenpaarung]] bildet eine [[Doppelhelix]] aus ([[B-DNA]]). Diese DNA-Doppelhelix besitzt eine große und eine kleine Furche. Die kleine Furche besitzt einen kleineren Anteil der Nukleinbasen in der Oberfläche des Moleküls, weshalb sie sich weniger für eine Sequenz-spezifische Bindung eignet. Verschiedene DNA-bindende Moleküle wie [[Lexitropsine]], Netropsin,<ref>{{cite journal |author=Zimmer C, Wähnert U |title=Nonintercalating DNA-binding ligands: specificity of the interaction and their use as tools in biophysical, biochemical and biological investigations of the genetic material |journal=Prog. Biophys. Mol. Biol. |volume=47 |issue=1 |pages=31–112 |year=1986 |pmid=2422697 |doi= 10.1016/0079-6107(86)90005-2 |url=}}</ref> Distamycin, [[Hoechst 33342]], [[Pentamidin]], [[DAPI]] oder [[SYBR Green I]] binden sequenzunabhängig an die kleine Furche doppelsträngiger DNA.<ref>{{cite journal |author=Dervan PB |title=Design of sequence-specific DNA-binding molecules |journal=Science |volume=232 |issue=4749 |pages=464–71 |date=April 1986 |pmid=2421408 |doi= 10.1126/science.2421408|url=}}</ref> Doppelstrang-bindende Proteine sind unter anderem [[Histon]]e<ref>{{cite journal |author=Sandman K, Pereira S, Reeve J |title=Diversity of prokaryotic chromosomal proteins and the origin of the nucleosome | journal=Cell Mol Life Sci |volume=54 |issue=12 | pages=1350&ndash;64 |year=1998 |pmid=9893710 |doi=10.1007/s000180050259}}</ref> bzw. [[DNA-bindendes Protein H-NS]],<ref>{{cite journal |author=Dame RT |title=The role of nucleoid-associated proteins in the organization and compaction of bacterial chromatin |journal=Mol. Microbiol. |volume=56 |issue=4 |pages=858–70 |year=2005 |pmid=15853876 |doi=10.1111/j.1365-2958.2005.04598.x}}</ref> [[High-Mobility-Group-Proteine]],<ref>{{cite journal |author=Thomas J |title=HMG1 and 2: architectural DNA-binding proteins | journal=Biochem Soc Trans |volume=29 |issue=Pt 4 | pages=395&ndash;401 |year=2001 |pmid=11497996 |doi=10.1042/BST0290395}}</ref><ref>{{cite journal |author=Grosschedl R, Giese K, Pagel J |title=HMG domain proteins: architectural elements in the assembly of nucleoprotein structures | journal=Trends Genet |volume=10 |issue=3 | pages=94–100 |year=1994 |pmid=8178371 |doi=10.1016/0168-9525(94)90232-1}}</ref> [[DNA-Polymerasen]], DNA-abhängige [[RNA-Polymerase]]n, [[Helicase]]n, [[Topoisomerase]]n, [[Gyrase]]n, [[Ligasen]], [[Polynukleotid]]-[[Kinase]]n, [[Nuklease]]n, [[DNA-Reparatur]]enzyme, das [[Einzelstrang-bindendes Protein|Einzelstrang-bindende Protein]]<ref>{{cite journal |author=Iftode C, Daniely Y, Borowiec J |title=Replication protein A (RPA): the eukaryotic SSB | journal=Crit Rev Biochem Mol Biol |volume=34 |issue=3 | pages=141&ndash;80 |year=1999 |pmid=10473346 |doi=10.1080/10409239991209255}}</ref> Sequenzspezifisch dsDNA-bindende Proteine sind unter anderem [[Transkriptionsfaktor]]en und manche [[Endonuklease]]n.<ref>{{cite journal |author=Myers L, Kornberg R |title=Mediator of transcriptional regulation | journal=Annu Rev Biochem |volume=69 |issue=1 | pages=729&ndash;49 |year=2000 |pmid=10966474 | doi = 10.1146/annurev.biochem.69.1.729}}</ref><ref>{{cite journal |author=Spiegelman B, Heinrich R |title=Biological control throughs regulated transcriptional coactivators | journal=Cell |volume=119 |issue=2 | pages=157–67 |year=2004 |pmid=15479634 |doi=10.1016/j.cell.2004.09.037}}</ref>
Doppelsträngige DNA mit komplementärer [[Basenpaarung]] bildet eine [[Doppelhelix]] aus ([[B-DNA]]). Diese DNA-Doppelhelix besitzt eine große und eine kleine Furche. Die kleine Furche besitzt einen kleineren Anteil der Nukleinbasen in der Oberfläche des Moleküls, weshalb sie sich weniger für eine Sequenz-spezifische Bindung eignet. Verschiedene DNA-bindende Moleküle wie [[Lexitropsine]], Netropsin,<ref>{{cite journal |author=Zimmer C, Wähnert U |title=Nonintercalating DNA-binding ligands: specificity of the interaction and their use as tools in biophysical, biochemical and biological investigations of the genetic material |journal=Prog. Biophys. Mol. Biol. |volume=47 |issue=1 |pages=31–112 |year=1986 |pmid=2422697 |doi= 10.1016/0079-6107(86)90005-2 |url=}}</ref> Distamycin, [[Hoechst 33342]], [[Pentamidin]], [[DAPI]] oder [[SYBR Green I]] binden sequenzunabhängig an die kleine Furche doppelsträngiger DNA.<ref>{{cite journal |author=Dervan PB |title=Design of sequence-specific DNA-binding molecules |journal=Science |volume=232 |issue=4749 |pages=464–71 |date=April 1986 |pmid=2421408 |doi= 10.1126/science.2421408|url=}}</ref> Doppelstrang-bindende Proteine sind unter anderem [[Histon]]e<ref>{{cite journal |author=Sandman K, Pereira S, Reeve J |title=Diversity of prokaryotic chromosomal proteins and the origin of the nucleosome | journal=Cell Mol Life Sci |volume=54 |issue=12 | pages=1350&ndash;64 |year=1998 |pmid=9893710 |doi=10.1007/s000180050259}}</ref> bzw. [[DNA-bindendes Protein H-NS]],<ref>{{cite journal |author=Dame RT |title=The role of nucleoid-associated proteins in the organization and compaction of bacterial chromatin |journal=Mol. Microbiol. |volume=56 |issue=4 |pages=858–70 |year=2005 |pmid=15853876 |doi=10.1111/j.1365-2958.2005.04598.x}}</ref> [[High-Mobility-Group-Proteine]],<ref>{{cite journal |author=Thomas J |title=HMG1 and 2: architectural DNA-binding proteins | journal=Biochem Soc Trans |volume=29 |issue=Pt 4 | pages=395&ndash;401 |year=2001 |pmid=11497996 |doi=10.1042/BST0290395}}</ref><ref>{{cite journal |author=Grosschedl R, Giese K, Pagel J |title=HMG domain proteins: architectural elements in the assembly of nucleoprotein structures | journal=Trends Genet |volume=10 |issue=3 | pages=94–100 |year=1994 |pmid=8178371 |doi=10.1016/0168-9525(94)90232-1}}</ref> [[DNA-Polymerasen]], DNA-abhängige [[RNA-Polymerase]]n, [[Helicase]]n, [[Topoisomerase]]n, [[Gyrase]]n, [[Ligasen]], [[Polynukleotid]]-[[Kinase]]n, [[Nuklease]]n, manche [[DNA-Reparatur]]enzyme. Sequenzspezifisch dsDNA-bindende Proteine sind unter anderem [[Transkriptionsfaktor]]en und manche [[Endonuklease]]n.<ref>{{cite journal |author=Myers L, Kornberg R |title=Mediator of transcriptional regulation | journal=Annu Rev Biochem |volume=69 |issue=1 | pages=729&ndash;49 |year=2000 |pmid=10966474 | doi = 10.1146/annurev.biochem.69.1.729}}</ref><ref>{{cite journal |author=Spiegelman B, Heinrich R |title=Biological control throughs regulated transcriptional coactivators | journal=Cell |volume=119 |issue=2 | pages=157–67 |year=2004 |pmid=15479634 |doi=10.1016/j.cell.2004.09.037}}</ref> Prokaryotische Transkriptionsfaktoren sind meistens kleiner als die von ihnen kontrollierten Genexpressionsprodukte, während eukaryotische Transkriptionsfaktoren meistens größer als deren kontrollierten Produkte sind und gelegentlich mehrere Kopien einer DNA-bindenden Domäne besitzen.<ref>V. Charoensawan, D. Wilson, S. A. Teichmann: ''Genomic repertoires of DNA-binding transcription factors across the tree of life.'' In: ''Nucleic acids research.'' Band 38, Nummer 21, November 2010, S.&nbsp;7364–7377, {{ISSN|1362-4962}}. {{DOI|10.1093/nar/gkq617}}. PMID 20675356. {{PMC|2995046}}.</ref>


=== DNA-bindende Proteindomänen ===
=== DNA-bindende Proteindomänen ===
Typische Proteindomänen bei DNA-bindenden Proteinen sind die [[Zinkfingerprotein|Zinkfingerdomäne]], die [[DNA-Klammer]] und das [[Helix-Turn-Helix-Motiv]] zur DNA-Bindung oder die [[BZIP-Domäne|Leucinzipperdomäne]] (bZIP) zur [[Dimer]]isierung.
Typische Proteindomänen bei dsDNA-bindenden Proteinen sind die [[Zinkfingerprotein|Zinkfingerdomäne]], die [[DNA-Klammer]] und das [[Helix-Turn-Helix-Motiv]] zur DNA-Bindung oder die [[BZIP-Domäne|Leucinzipperdomäne]] (bZIP) zur [[Dimer]]isierung. Bei einzelsträngiger DNA wurde unter anderem die ''OB-Faltungsdomäne'' beschrieben.<ref>N. W. Ashton, E. Bolderson, L. Cubeddu, K. J. O'Byrne, D. J. Richard: ''Human single-stranded DNA binding proteins are essential for maintaining genomic stability.'' In: ''BMC molecular biology.'' Band 14, 2013, S.&nbsp;9, {{ISSN|1471-2199}}. {{DOI|10.1186/1471-2199-14-9}}. PMID 23548139. {{PMC|3626794}}.</ref>

== Identifikation ==
Methoden zur Bestimmung von Protein-DNA-Wechselwirkungen (gebundene [[DNA-Sequenz]], DNA-bindende Proteine) sind z. B. [[Electrophoretic Mobility Shift Assay|EMSA]], [[DNase Footprinting Assay]], [[Chromatin-Immunpräzipitation|ChIP]], [[DamID]], [[ChIP-on-Chip]] oder [[ChIP-Seq]].<ref>M. F. Carey, C. L. Peterson, S. T. Smale: ''Experimental strategies for the identification of DNA-binding proteins.'' In: ''Cold Spring Harbor protocols.'' Band 2012, Nummer 1, Januar 2012, S.&nbsp;18–33, {{ISSN|1559-6095}}. {{DOI|10.1101/pdb.top067470}}. PMID 22194258.</ref>


== Modellierung ==
== Modellierung ==
Verschiedene Ansätze zur [[Molekulare Modellierung|molekularen Modellierung]] wurden beschrieben.<ref>{{cite journal |author=Teif V.B., Rippe K. |title=Statistical-mechanical lattice models for protein-DNA binding in chromatin. |journal=Journal of Physics: Condensed Matter|year=2010|arxiv=1004.5514}}</ref><ref>Wong KC, Chan TM, Peng C., Li Y., and Zhang Z. "[http://nar.oxfordjournals.org/content/early/2013/06/29/nar.gkt574.full DNA Motif Elucidation using belief propagation]" Nucleic Acids Research. Advanced Online June 2013; doi: 10.1093/nar/gkt574 [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23814189 PMID 23814189]</ref>
Verschiedene Ansätze zur [[Molekulare Modellierung|molekularen Modellierung]] wurden beschrieben.<ref>{{cite journal |author=Teif V.B., Rippe K. |title=Statistical-mechanical lattice models for protein-DNA binding in chromatin. |journal=Journal of Physics: Condensed Matter|year=2010|arxiv=1004.5514}}</ref><ref>Wong KC, Chan TM, Peng C., Li Y., and Zhang Z. "[http://nar.oxfordjournals.org/content/early/2013/06/29/nar.gkt574.full DNA Motif Elucidation using belief propagation]" Nucleic Acids Research. Advanced Online June 2013; doi: 10.1093/nar/gkt574 [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23814189 PMID 23814189]</ref> Ebenso wurden Algorithmen zur Bestimmung der gebundenen DNA-Sequenz entwickelt.<ref>G. D. Stormo: ''DNA binding sites: representation and discovery.'' In: ''Bioinformatics (Oxford, England).'' Band 16, Nummer 1, Januar 2000, S.&nbsp;16–23, {{ISSN|1367-4803}}. PMID 10812473.</ref>


== Formen ==
== Formen ==

Version vom 23. Februar 2014, 19:17 Uhr

Ein DNA-bindendes Protein ist ein Protein, das an DNA bindet.[1][2][3]

Eigenschaften

DNA-bindende Proteine kommen in allen Lebewesen und DNA-Viren vor. Sie besitzen mindestens eine Proteindomäne, welche an DNA binden kann. Die Bindung kann dabei an verschiedenen funktionellen Gruppen erfolgen. Das Rückgrat der DNA besteht aus sich abwechselnden Phosphat- und Desoxyribose-Einheiten. Durch die Phosphatgruppen ist die DNA proportional zur Kettenlänge mit negativen Ladungen versehen, an die unter anderem Proteindomänen mit positiv-geladenen Aminosäuren (z. B. Lysin, Arginin) oder Proteindomänen mit negativ geladenen Aminösäuren mit komplexierten Kationen binden können (z. B. Mg2+- oder Zn2+-Komplexe).[4] Da das Desoxyribosephosphat-Rückgrat sich ständig wiederholt, kann ein ausschließlich an das Rückgrat bindendes Protein nicht an eine bestimmte DNA-Sequenz binden (keine Sequenzspezifität). Eine sequenzspezifische Bindung erfolgt durch zumidest teilweise Bindung an eine bestimmte Folge von Nukleinbasen, teilweise kann auch das Rückgrat gebunden werden.

Sequenzspezifität

DNA-bindende Proteine ohne Sequenzspezifität sind z. B. die Polymerasen, Helicasen und generell Proteine, die an der DNA entlanggleiten (z. B. DNA-Klammer). Sequenzspezifisch DNA-bindende Proteine sind z. B. Transkriptionsfaktoren, die an definierten Stellen (Promotor) eine Genexpression auslösen.[5] Aufgrund des höheren Anteils an Nukleinbasen in der Oberfläche binden sequenzspezifische DNA-bindende Moleküle eher in der großen Furche der DNA-Doppelhelix.[6] Während manche sequenzspezifisch DNA-bindende Proteine bevorzugt einzelsträngige DNA binden (z. B. Einzelstrang-bindendes Protein), binden andere doppelsträngige DNA (die meisten) und einige wenige auch Heteroduplexe aus DNA und RNA (z. B. Telomerase, Reverse Transkriptasen, RNase H).

Bindung einzelsträngiger DNA

Einzelsträngige DNA kommt in Eukaryoten dauerhaft an den Telomeren vor und vorübergehend unter anderem bei der Replikation, der Transkription, der Rekombination und der DNA-Reparatur vor.[7] das Einzelstrang-bindende Protein[8][9]

Bindung doppelsträngiger DNA

Doppelsträngige DNA mit komplementärer Basenpaarung bildet eine Doppelhelix aus (B-DNA). Diese DNA-Doppelhelix besitzt eine große und eine kleine Furche. Die kleine Furche besitzt einen kleineren Anteil der Nukleinbasen in der Oberfläche des Moleküls, weshalb sie sich weniger für eine Sequenz-spezifische Bindung eignet. Verschiedene DNA-bindende Moleküle wie Lexitropsine, Netropsin,[10] Distamycin, Hoechst 33342, Pentamidin, DAPI oder SYBR Green I binden sequenzunabhängig an die kleine Furche doppelsträngiger DNA.[11] Doppelstrang-bindende Proteine sind unter anderem Histone[12] bzw. DNA-bindendes Protein H-NS,[13] High-Mobility-Group-Proteine,[14][15] DNA-Polymerasen, DNA-abhängige RNA-Polymerasen, Helicasen, Topoisomerasen, Gyrasen, Ligasen, Polynukleotid-Kinasen, Nukleasen, manche DNA-Reparaturenzyme. Sequenzspezifisch dsDNA-bindende Proteine sind unter anderem Transkriptionsfaktoren und manche Endonukleasen.[16][17] Prokaryotische Transkriptionsfaktoren sind meistens kleiner als die von ihnen kontrollierten Genexpressionsprodukte, während eukaryotische Transkriptionsfaktoren meistens größer als deren kontrollierten Produkte sind und gelegentlich mehrere Kopien einer DNA-bindenden Domäne besitzen.[18]

DNA-bindende Proteindomänen

Typische Proteindomänen bei dsDNA-bindenden Proteinen sind die Zinkfingerdomäne, die DNA-Klammer und das Helix-Turn-Helix-Motiv zur DNA-Bindung oder die Leucinzipperdomäne (bZIP) zur Dimerisierung. Bei einzelsträngiger DNA wurde unter anderem die OB-Faltungsdomäne beschrieben.[19]

Identifikation

Methoden zur Bestimmung von Protein-DNA-Wechselwirkungen (gebundene DNA-Sequenz, DNA-bindende Proteine) sind z. B. EMSA, DNase Footprinting Assay, ChIP, DamID, ChIP-on-Chip oder ChIP-Seq.[20]

Modellierung

Verschiedene Ansätze zur molekularen Modellierung wurden beschrieben.[21][22] Ebenso wurden Algorithmen zur Bestimmung der gebundenen DNA-Sequenz entwickelt.[23]

Formen

Einzelnachweise

  1. ↑ Travers, A. A.: DNA-protein interactions. Springer, London 1993, ISBN 978-0-412-25990-6.
  2. ↑ Pabo CO, Sauer RT: Protein-DNA recognition. In: Annu. Rev. Biochem. 53. Jahrgang, Nr. 1, 1984, S. 293–321, doi:10.1146/annurev.bi.53.070184.001453, PMID 6236744.
  3. ↑ Dickerson R.E.: The DNA helix and how it is read. In: Sci Am. 249. Jahrgang, Nr. 6, 1983, S. 94–111, doi:10.1038/scientificamerican1283-94.
  4. ↑ Luger K, Mäder A, Richmond R, Sargent D, Richmond T: Crystal structure of the nucleosome core particle at 2.8 A resolution. In: Nature. 389. Jahrgang, Nr. 6648, 1997, S. 251–60, doi:10.1038/38444, PMID 9305837.
  5. ↑ Li Z, Van Calcar S, Qu C, Cavenee W, Zhang M, Ren B: A global transcriptional regulatory role for c-Myc in Burkitt's lymphoma cells. In: Proc Natl Acad Sci USA. 100. Jahrgang, Nr. 14, 2003, S. 8164–9, doi:10.1073/pnas.1332764100, PMID 12808131, PMC 166200 (freier Volltext).
  6. ↑ Pabo C, Sauer R: Protein-DNA recognition. In: Annu Rev Biochem. 53. Jahrgang, Nr. 1, 1984, S. 293–321, doi:10.1146/annurev.bi.53.070184.001453, PMID 6236744.
  7. ↑ T. H. Dickey, S. E. Altschuler, D. S. Wuttke: Single-stranded DNA-binding proteins: multiple domains for multiple functions. In: Structure (London, England : 1993). Band 21, Nummer 7, Juli 2013, S. 1074–1084, ISSN 1878-4186. doi:10.1016/j.str.2013.05.013. PMID 23823326. PMC 3816740 (freier Volltext).
  8. ↑ Iftode C, Daniely Y, Borowiec J: Replication protein A (RPA): the eukaryotic SSB. In: Crit Rev Biochem Mol Biol. 34. Jahrgang, Nr. 3, 1999, S. 141–80, doi:10.1080/10409239991209255, PMID 10473346.
  9. ↑ J. Kur, M. Olszewski, A. D?ugo?ecka, P. Filipkowski: Single-stranded DNA-binding proteins (SSBs) – sources and applications in molecular biology. In: Acta biochimica Polonica. Band 52, Nummer 3, 2005, S. 569–574, ISSN 0001-527X. PMID 16082412
  10. ↑ Zimmer C, Wähnert U: Nonintercalating DNA-binding ligands: specificity of the interaction and their use as tools in biophysical, biochemical and biological investigations of the genetic material. In: Prog. Biophys. Mol. Biol. 47. Jahrgang, Nr. 1, 1986, S. 31–112, doi:10.1016/0079-6107(86)90005-2, PMID 2422697.
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