Комплексы белки–ДНК: специфичность и механизмы узнавания

Комплексы белки–ДНК: специфичность и механизмы узнавания

Белково-нуклеиновое узнавание – важный аспект регуляции экспрессии генов, репликации ДНК и ее компактизации. Результаты изучения механизмов узнавания показывают, что последовательность нуклеотидов ДНК считывается регуляторными белками и позволяет им селективно связываться с конкретными участками ДНК...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2011
Автори: Борискина, Е.П., Ткаченко, М.Ю, Шестопалова, А.В.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 2011
Назва видання:Вiopolymers and Cell
Теми:
Reviews
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/153423
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Комплексы белки–ДНК: специфичность и механизмы узнавания / Е.П. Борискина, М.Ю. Ткаченко, А.В. Шестопалова // Вiopolymers and Cell. — 2011. — Т. 27, № 1. — С. 3-16. — Бібліогр.: 111 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-153423
record_format dspace
spelling nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1534232025-02-09T12:07:08Z Комплексы белки–ДНК: специфичность и механизмы узнавания Комплекси білки–ДНК: специфічність і механізми впізнавання Рrotein-DNA complexes: specificity and DNA readout mechanisms Борискина, Е.П. Ткаченко, М.Ю Шестопалова, А.В. Reviews Белково-нуклеиновое узнавание – важный аспект регуляции экспрессии генов, репликации ДНК и ее компактизации. Результаты изучения механизмов узнавания показывают, что последовательность нуклеотидов ДНК считывается регуляторными белками и позволяет им селективно связываться с конкретными участками ДНК. Обзор посвящен процессам, происходящим при специфичном и неспецифичном комплексообразовании белков и ДНК. Основное внимание уделено прямому и непрямому механизмам сиквенс-специфичного узнавания. Приведены примеры комплексов, иллюстрирующие многообразие способов белково-нуклеинового узнавания. Ключевые слова: типы белково-нуклеинового комплексообразования, специфичность белково-нуклеиновых взаимодействий, механизмы прямого и непрямого узнавания. Білково-нуклеїнове впізнавання – важливий аспект регуляції експресії генів, реплікації ДНК та її компактизації. Результати вивчення механізмів упізнавання показують, що послідовність нуклеотидів ДНК зчитується регуляторними білками і надає їм можливості селективно зв’язуватися з певними ділянками ДНК. В огляді розглянуто процеси, які відбуваються за специфічного та неспецифічного білково-нуклеїнового комплексоутворення. Основну увагу приділено прямому та непрямому механізмам сиквенс-специфічного впізнавання. Наведено приклади комплексів, які демонструють різноманітність способів білково-нуклеїнового впізнавання. Ключові слова: типи білково-нуклеїнового комплексоутворення, специфічність білково-нуклеїнових взаємодій, механізми прямого та непрямого впізнавання. Protein-nucleic acid recognition is essential in a number of cellular processes, in particular, gene regulation, DNA replication and compaction. Studies on the recognition mechanisms show that DNA sequence carries information which is read out by proteins that selectively bind to specific DNA sites. The review is focused on the processes taking place during formation of specific and nonspecific complexes of proteins and DNA. Special attention is paid to direct and indirect mechanisms of sequence-specific recognition. Several examples of protein-nucleic acid complexes are given to illustrate the variety of recognition mechanisms. Keywords: protein-nucleic acid complexes, specificity of protein-nucleic acid interaction, mechanisms of direct and indirect readout. 2011 Article Комплексы белки–ДНК: специфичность и механизмы узнавания / Е.П. Борискина, М.Ю. Ткаченко, А.В. Шестопалова // Вiopolymers and Cell. — 2011. — Т. 27, № 1. — С. 3-16. — Бібліогр.: 111 назв. — рос. 0233-7657 DOI: http://dx.doi.org/10.7124/bc.00007C https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/153423 577.323.5 ru Вiopolymers and Cell application/pdf Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Reviews
Reviews
spellingShingle Reviews
Reviews
Борискина, Е.П.
Ткаченко, М.Ю
Шестопалова, А.В.
Комплексы белки–ДНК: специфичность и механизмы узнавания
Вiopolymers and Cell
description Белково-нуклеиновое узнавание – важный аспект регуляции экспрессии генов, репликации ДНК и ее компактизации. Результаты изучения механизмов узнавания показывают, что последовательность нуклеотидов ДНК считывается регуляторными белками и позволяет им селективно связываться с конкретными участками ДНК. Обзор посвящен процессам, происходящим при специфичном и неспецифичном комплексообразовании белков и ДНК. Основное внимание уделено прямому и непрямому механизмам сиквенс-специфичного узнавания. Приведены примеры комплексов, иллюстрирующие многообразие способов белково-нуклеинового узнавания. Ключевые слова: типы белково-нуклеинового комплексообразования, специфичность белково-нуклеиновых взаимодействий, механизмы прямого и непрямого узнавания.
format Article
author Борискина, Е.П.
Ткаченко, М.Ю
Шестопалова, А.В.
author_facet Борискина, Е.П.
Ткаченко, М.Ю
Шестопалова, А.В.
author_sort Борискина, Е.П.
title Комплексы белки–ДНК: специфичность и механизмы узнавания
title_short Комплексы белки–ДНК: специфичность и механизмы узнавания
title_full Комплексы белки–ДНК: специфичность и механизмы узнавания
title_fullStr Комплексы белки–ДНК: специфичность и механизмы узнавания
title_full_unstemmed Комплексы белки–ДНК: специфичность и механизмы узнавания
title_sort комплексы белки–днк: специфичность и механизмы узнавания
publisher Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
publishDate 2011
topic_facet Reviews
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/153423
citation_txt Комплексы белки–ДНК: специфичность и механизмы узнавания / Е.П. Борискина, М.Ю. Ткаченко, А.В. Шестопалова // Вiopolymers and Cell. — 2011. — Т. 27, № 1. — С. 3-16. — Бібліогр.: 111 назв. — рос.
series Вiopolymers and Cell
work_keys_str_mv AT boriskinaep kompleksybelkidnkspecifičnostʹimehanizmyuznavaniâ
AT tkačenkomû kompleksybelkidnkspecifičnostʹimehanizmyuznavaniâ
AT šestopalovaav kompleksybelkidnkspecifičnostʹimehanizmyuznavaniâ
AT boriskinaep kompleksibílkidnkspecifíčnístʹímehanízmivpíznavannâ
AT tkačenkomû kompleksibílkidnkspecifíčnístʹímehanízmivpíznavannâ
AT šestopalovaav kompleksibílkidnkspecifíčnístʹímehanízmivpíznavannâ
AT boriskinaep rroteindnacomplexesspecificityanddnareadoutmechanisms
AT tkačenkomû rroteindnacomplexesspecificityanddnareadoutmechanisms
AT šestopalovaav rroteindnacomplexesspecificityanddnareadoutmechanisms
first_indexed 2025-11-25T22:55:17Z
last_indexed 2025-11-25T22:55:17Z
_version_ 1849804792894849024
fulltext REVIEWS Ком плек сы бел ки–ДНК: спе ци фич ность и ме ха низ мы узна ва ния Е. П. Бо рис ки на, М. Ю. Тка чен ко, А. В. Шес то па ло ва Инсти тут ра ди о фи зи ки и элек трони ки им. А. Я. Уси ко ва НАН Укра и ны Ул. Академика Прос ку ры, 12, Харь ков, Укра и на, 61085 shestop@ire.kharkov.ua Бел ко во-нук ле и но вое узна ва ние – важ ный ас пект ре гу ля ции экс прес сии ге нов, реп ли ка ции ДНК и ее ком пак ти за ции. Ре зуль та ты из уче ния ме ха низ мов узна ва ния по ка зы ва ют, что по сле до ва тель - ность нук ле о ти дов ДНК счи ты ва ет ся ре гу ля тор ны ми бел ка ми и по зво ля ет им се лек тив но свя - зывать ся с кон крет ны ми учас тка ми ДНК. Обзор по свя щен про цес сам, про ис хо дя щим при специ фич- ном и не спе ци фич ном ком плек со об ра зо ва нии бел ков и ДНК. Основ ное вни ма ние уде ле но пря мо му и не пря мо му ме ха низ мам сик венс-спе ци фич но го узна ва ния. При ве де ны при ме ры ком плек сов, ил люст- ри ру ю щие мно го об ра зие спо со бов бел ко во-нук ле и но во го узна ва ния. Клю че вые сло ва: типы бел ко во-нук ле и но во го ком плек со об ра зо ва ния, спе ци фич ность бел ко во-нук ле - и но вых вза и мо де йствий, ме ха низ мы пря мо го и не пря мо го узна ва ния. Вве де ние. Обра зо ва ние ком плек сов бел ков с нук - ле и но вы ми кис ло та ми про ис хо дит на всех эта пах реп ли ка ции ДНК, экс прес сии ге нов и ее ре гу ля ции. Часть та ких ком плек сов вы со кос пе ци фич ны: бе лок рас поз на ет «свой» сайт, ото брав его из мно го чис - лен ных кон ку ри ру ю щих и пе ре кры ва ю щих ся не - спе ци фич ных по сле до ва тель нос тей, и свя зы ва ет ся с ним [1]. Но бел ки мо гут вза и мо де йство вать с ДНК, не про яв ляя од но знач но го сро дства к опре де - лен ной по сле до ва тель нос ти, а рас поз на вая ДНК как та ко вую [2], на при мер, в про цес се ком пак ти за - ции при об ра зо ва нии нук ле о сом [3]. Ком плек сы бел ков с ДНК ха рак те ри зу ют ся сродством и спе ци фич нос тью. Сро дство – это свой- ство бел ка свя зы вать ся с ДНК, опре де ля е мое, в ча- стнос ти, на ли чи ем сте ри чес ки и хи ми чес ки комп- ле мен тар ных по вер хнос тей об е их мо ле кул в сай тах свя зы ва ния [4]; спе ци фич ность – се лек тив ное свя- зы ва ние бел ка на кон крет ных сай тах ДНК, она обу- слов ле на от ли чи ем степени сро дства бел ка к по сле- до ва тель нос ти ДНК сай та-ми ше ни и дру гих уча- стков [5]. Прак ти чес ки все бел ки спо соб ны об ра зо вы вать и спе ци фич ные, и не спе ци фич ные ком плек сы [6– 8]. Но кон стан ты ас со ци а ции, ко ли чес твен но опре - де ля ю щие сро дство, от ли ча ют ся на не сколь ко по - ряд ков при свя зы ва нии со «сво ей» и «чу жи ми» по - сле до ва тель нос тя ми: для спе ци фич ных ком плек сов они со став ля ют 1010–1012 M–1 (не ме нее 106 M–1), для не спе ци фич ных – 104 M–1 и ни же. Ди а па зон из ме не ний сво бод ной энер гии свя зы - ва ния для спе ци фич ных ком плек сов ле жит в пред е - лах –16 ÷ –7 ккал/моль, для не спе ци фич ных – он ра - вен –8 ÷ –5 ккал/моль [8, 9]. Основ ным при зна ком спе ци фич нос ти при ня то счи тать из ме не ние теп ло - ем кос ти, об услов лен ное мо ди фи ка ци я ми струк ту - ры бел ка (до пол ни тель ным эк ра ни ро ва ни ем гид ро - фоб ных групп) [2, 6–12]: спе ци фич ное свя зы ва ние 3 ISSN 0233-7657. Biopolymers and Cell. 2011. Vol. 27. N 1. P. 3–16  Institute of Molecular Biology and Genetics NAS of Ukraine, 2011 ха рак те ри зу ет ся большим от ри ца тель ным из ме не - ни ем (–1,1 ÷ –1,3 ккaл ⋅ моль–1⋅ K–1), а не спе ци фич - ное – близ ким к 0 [10–12]. В то же вре мя с по мощью струк тур но го ана лиза вы явлены при нци пи аль ные раз ли чия в ти пах вза и - мо де йствий и кон так тов, па ра мет рах двой ной спи - ра ли ДНК, ко ли чес тве свя зан ной с ком плек са ми во - ды да же у спе ци фич ных (с точ ки зре ния тер мо ди на - ми ки и ки не ти ки) ком плек сов. По э то му в об зо ре [2] пред ло же на клас си фи ка ция, вклю ча ю щая че ты ре ти па ком плек сов: сик венс-спе ци фич ные, не спе ци - фичные, не сик венс-спе ци фич ные и струк тур но- специ фич ные. В пред став лен ном об зо ре на ми рас смот ре ны пе - ре чис лен ные вы ше ти пы ком плек сов, бел ко во-нук - ле и но вые вза и мо де йствия и ме ха низ мы узна ва ния. Основ ное вни ма ние уде ле но сик венс-спе ци фич - ным вза и мо де йстви ям, с по мощью ко то рых бел ки распо зна ют «свои» по сле до ва тель нос ти ДНК. Про - а на ли зи ро ва ны при ме ры ком плек сов, де мо нстри - ру ю щие мно го об ра зие спо со бов бел ко во-нук ле и - но во го узна ва ния. Для по ни ма ния основ спе ци фич но го бел ко во- нук ле и но во го узна ва ния не об хо дим ана лиз ро ли об оих учас тни ков как рав ноп рав ных пар тне ров [13]. Пос коль ку ряд пуб ли ка ций по свя щен имен но бел кам (на при мер, [14–18]), то в на шем об зо ре мы хо тим оце нить вклад дру гой со став ля ю щей – ДНК – в узна ва ние бел ка ми «сво их» сай тов. В по - след ние го ды эта про бле ма так же об суж да ет ся во мно гих стать ях ([19–21] и ссыл ки в них), в ко то рых, в час тнос ти, про а на ли зи ро ва но, на сколь ко струк - тур ная адап та ция двой ной спи ра ли ДНК опре де ля - ет ся свя зы ва ни ем с бел ком и/или яв ля ет ся свой- ством, при су щим кон крет ным по сле до ва тель нос - тям. Для об ъ яс не ния этих эф фек тов не об хо дим срав ни тель ный ана лиз струк ту ры как сво бод ной ДНК, так и в ком плек сах с бел ка ми [22]. По э то му в на сто я щем об зо ре при рас смот ре нии при ме ров ком плек сов при ве де ны ре зуль та ты вы пол нен ных на ми срав ни тель ных оце нок струк тур ных па ра мет - ров ДНК в этих комплек сах и ка но ни чес ких форм двой ной спи ра ли. Сик венс-спе ци фич ное ком плек со об ра зо ва - ние. В ком плек сах это го ти па бе лок свя зы ва ет ся с од ной или не сколь ки ми по сле до ва тель нос тя ми ДНК, про яв ля ю щи ми на и боль шее сро дство к дан - но му бел ку [23]. Бо лее 30 лет на зад вы ска за но пред - по ло же ние о том, что сик венс-спе ци фич ное бел- ко во-нук ле и но вое узна ва ние обусловлено спо соб - нос тью бел ков об ра зо вы вать во до род ные (H-) свя зи со спе ци фичными груп па ми осно ва ний в мес тах контак тов [24]. Та кой ме ха низм по лу чил на зва ние пря мо го (Direct Readout) [25, 26]. Бо лее по здние ис сле до ва ния по ка за ли, что спе - ци фич ные груп пы осно ва ний не со став ля ют дос та - точ ной ба зы для «ко да узна ва ния» ДНК бел ка ми [27] и пря мые вза и мо де йствия – лишь часть сик - венс-спе ци фич но го узна ва ния [13, 28]. Важ ны ми фак то ра ми узна ва ния яв ля ют ся так же струк тур ные осо бен нос ти и спо соб ность к де фор ма ции фраг мен - та ДНК, с ко то рым свя зы ва ет ся бе лок, не пос редст- вен но за ви ся щие от по сле до ва тель нос ти [25, 26, 29, 30]: гло баль ный из гиб ДНК [31, 32], то по ло гия и за - ряд же лоб ков [33, 34], упо ря до чен ная струк ту ра во - ды [33], ло каль ная ге о мет рия са ха ро фос фат но го осто ва [35], гиб кость ДНК [19, 36, 37]. Ме ха низм узна ва ния учас тка ДНК по его струк ту ре и/или спо - соб нос ти к де фор ма ции, об ес пе чи вающий его адап - та цию в сай те свя зы ва ния и, сле до ва тель но, опти - маль ное вза и мо де йствие с бел ком, по лу чил на зва - ние не пря мо го (Indirect Readout) [38]. Не об хо ди мо под чер кнуть, что де ле ние на пря - мой и не пря мой ме ха низ мы дос та точ но услов но, по сколь ку в ре аль ных усло ви ях они за час тую ис - поль зу ют ся со вмес тно, об ес пе чи вая бе зо ши боч ное узна ва ние и над еж ное свя зы ва ние. В на сто я щее вре мя пря мой и не пря мой ме ха низ - мы рас смат ри ва ют ши ре, учи ты вая спо соб ность белков рас поз на вать ли ней ную по сле до ва тель - ность нук ле о ти дов – уни каль ную хи ми чес кую ос- но ву узна ва ния (base readout) и за ви ся щую от по - сле до ва тель нос ти фор му сай та свя зы ва ния (shape readout). Пер вый ме ха низм ре а ли зу ет ся в боль шом и/или ма лом же лоб ках, вто рой – при узна ва нии гло - баль ных и/или ло каль ных осо бен нос тей струк ту ры кон крет ных по сле до ва тель нос тей ДНК [13]. Сог лас но воз мож ной схе ме свя зы ва ния бел ков с ДНК [24], на пер вом эта пе об ра зу ет ся не спе ци фич - ный ком плекс за счет элек тро ста ти чес ких вза и мо - де йствий с по сле ду ю щи ми «слай дин гом» мо ле ку - лы бел ка вдоль це пи ДНК, узна ва ни ем «сво ей» по - 4 Е. П. БО РИС КИ НА, М. Ю. ТКА ЧЕН КО, А. В. ШЕС ТО ПА ЛО ВА сле до ва тель нос ти и фор ми ро ва нием спе ци фич но го ком плек са (вто рой этап), ко то рые со про вож да ют ся струк тур ной адап та ци ей об е их мо ле кул [39–42]. Для опи са ния этих про цес сов не об хо ди мо вы яс - нить, как бел ки раз ли ча ют спе ци фич ные и не спе ци - фич ные сай ты ДНК, ка кие вза и мо де йствия и атом - ные груп пы ДНК от ве тствен ны за об ра зо ва ние ком - плек сов. На и бо лее по лный ана лиз ви дов меж ато мных вза и мо де йствий пред став лен в ра бо те [43]: в ком - плек сах вы де ле ны все бел ко во-нук ле и но вые кон - так ты, ко то рые раз де ле ны по ви дам вза и мо дейст- вий и по воз мож ным мес там их об ра зо ва ния. Ока за лось, что в сред нем в ком плек сах 47 % всех кон так тов про ис хо дят с фос фа та ми, 29 % – с дез окси ри бо за ми, а с осно ва ни я ми – лишь 24 %. Са мым рас прос тра нен ным ви дом бел ко во-нук - ле и но вых вза и мо де йствий яв ля ют ся, как и пред по - ла га лось, H-свя зи. Основ ным мес том та ких кон так - тов ока за лись не осно ва ния, а ато мы кис ло ро да фос фат ных групп (62 % H-свя зей). Ван-дер-ва аль - со вы вза и мо де йствия (22 %) ча ще возникают с ато - ма ми са ха ро фос фат но го осто ва ДНК (62 %), а на гид ро фоб ные вза и мо де йствия при хо дит ся 19 % всех кон так тов бе лок–ДНК и это – основ ной вид вза и мо де йствий для дез окси ри боз (63 %). Мес том ре а ли за ции элек тро ста ти чес ких вза и мо де йствий (8 %) дол жны быть ато мы кис ло ро да фос фат ных групп, но, как ока за лось, лишь 16 из 47 % вза и мо- де йствий бел ков с фос фат ны ми груп па ми – элект- рос та ти чес кие. Осталь ные пред став ля ют со бой H- свя зи и дру гие ви ды контактов. Пред став лен ные дан ные – это ре зуль тат ана ли - за струк тур раз ных бел ко во-нук ле и но вых ком плек - сов, ис поль зу ю щих оба ме ха низ ма узна ва ния: пря - мой и не пря мой. Пря мое узна ва ние. При пря мом ме ха низ ме бел ки узна ют и вы де ля ют опре де лен ные па ры осно - ва ний ДНК, об ра зуя ком пле мен тар ные H-свя зи меж ду бо ко вы ми це пя ми ами но кис лот ных остат - ков и до нор но-ак цеп тор ны ми груп па ми осно ва ний в же лоб ках двой ной спи ра ли. Энер гия H-свя зей за - ви сит от вза им ной ори ен та ции и рас сто я ния меж ду до но ром и ак цеп то ром в зо не кон так та [44]. Учи ты - вая име ю щи е ся про стра нствен ные огра ни че ния для де фор ма ции вза и мо де йству ю щих мо ле кул, са ма возмож ность об ра зо ва ния H-свя зей и их энер гия мо гут быть фак то ра ми от бо ра в про цес се узна ва ния бел ком «сво ей» по сле до ва тель нос ти ДНК [28]. По тен ци аль ные по ло же ния ак цеп то ров и до но - ров H-свя зей осно ва ний в же лоб ках ДНК впер вые опи са ны в ра бо те [24] и до пол не ны ре зуль та та ми бо лее по здних ис сле до ва ний [11, 25]. В боль шом же лоб ке (рис. 1) вза и мо де йствия ами но кис лот ных остат ков и групп ДНК про ис хо дят, в основ ном, в по ло же ни ях W2. Имен но в этих по зи ци ях все че ты - ре осно ва ния вклю ча ют ато мы, спо соб ные об ра зо - вы вать H-свя зи. В по ло же ни ях W1 толь ко аде нин и гу а нин име ют воз мож нос ти для фор ми ро ва ния H-свя зи, у пи ри ми ди нов это го по ло же ния нет. По- сколь ку пу ри ны со дер жат боль ше сай тов для об ра - зо ва ния H-свя зей, чем пи ри ми ди ны, их роль в пря - мом узна ва нии зна чи тель но важ нее [28]. На и боль - шим по тен ци а лом для об ра зо ва ния H-свя зей об ла - да ет гу а нин, за тем (в по ряд ке его умень ше ния) – 5 КОМ ПЛЕК СЫ БЕЛ КИ–ДНК: СПЕ ЦИ ФИЧ НОСТЬ И МЕ ХА НИЗ МЫ УЗНА ВА НИЯ W2 W1 W2 S1 S1 TA С8 N7 С5 С4 N9 С4 N3 С5 С2 N1 С6 С6 N1 С2N3 N6 O4H H H O2 W2 W1 W2 S1 S2 S1 G C С5 С4 С6 N1 С2N3 С8 N7 N9 N4HO6 H H N3 O2N2 С4 С5 С2 N1 С6 H Рис. 1. По тен ци аль ные сай ты об ра зо ва ния H-свя зей в боль шом (W) и ма лом (S) же лоб ках аде нин, ци то зин и ти мин. Та ким об ра зом, в боль - шом же лоб ке фор ми ру ет ся за ви ся щий от по сле до - ва тель нос ти уни каль ный на бор до нор но-ак цеп тор - ных групп [24]. Вза и мо де йствия в ма лом же лоб ке (рис. 1) про - ис хо дят, как пра ви ло, в по ло же нии S1. У аде ни на, ци то зи на и ти ми на в ма лом же лоб ке со дер жит ся по од но му ак цеп то ру, у гу а ни на – один ак цеп тор и один до нор. В це лом, боль шой же ло бок ха рак те ри зу ет ся бoльшим ко ли чес твом сай тов, об ра зу ю щих H-свя - зи и учас тву ю щих в дру гих ви дах вза и мо де йствий, на при мер, гид ро фоб ных [43]. Боль шой же ло бок В- ДНК сте ри чес ки ком пле мен та рен α-спи ралям бел - ков [25]. По э то му по след ние мо гут внед рять ся в большой же ло бок и фор ми ро вать спе ци фичные H- свя зи с осно ва ни я ми, узна вая «свой» учас ток ДНК по пря мо му ме ха низ му. Про а на ли зи ро вав ге о мет ри чес кое рас по ло же - ние до нор ных и ак цеп тор ных групп в же лоб ках ДНК, ав то ры ра бо ты [24] при шли к вы во ду, что од - ной H-свя зи не дос та точ но для од но знач но го от бо ра па ры осно ва ний в про цес се пря мо го узна ва ния. Во-пер вых, па ры осно ва ний в же лоб ках рас по ла га - ют ся дос та точ но близ ко друг к дру гу, по э то му вза и - мо де йству ю щая бо ко вая цепь ами но кис ло ты мо жет «до тя нуть ся» до до но ра или ак цеп то ра H-свя зи и в не спе ци фич ной для нее па ре осно ва ний. Во-вто - рых, раз ли чие в энер ги ях H-свя зей с учас ти ем ато - мов кис ло ро да и азо та (на при мер, О2 пи ри ми ди нов и N3 пу ри нов) не столь ве ли ко, что бы слу жить фак - то ром от бо ра в про цес се узна ва ния. По э то му для од но знач но го рас поз на ва ния ком - пле мен тар ной па ры нук ле о ти дов не об хо димы, как ми ни мум, две H-свя зи в мес тах кон так тов [15, 24], что и яв ля ет ся осно вой вы со кой спе ци фич нос ти. Так, бо ко вые це пи ами но кис лот, об ра зуя пар ные H-свя зи, спо соб ны од но знач но раз ли чить па ры A–Т и G–C в боль шом же лоб ке и па ры G–C – в ма лом. А фор ми ро ва ние двух H-свя зей на од ной функ ци о - наль ной груп пе об ес пе чи ва ет ме ха низм фик са ции по ло же ния этих свя зей от но си тель но друг дру га с боль шей точ нос тью, чем при об ра зо ва нии двух оди ноч ных H-свя зей. Анализ струк ту ры бел ко - во-нук ле и но вых ком плек сов вы я вил, что 36,9 % Н- свя зей меж ду остат ка ми ами но кис лот и осно ва ни я - ми – оди ноч ные, 33,8 % – пар ные и 34,1 % – слож - ные (Н-свя зи об ра зу ют ся меж ду ами но кис лот ны ми остат ка ми и осно ва ни я ми, рас по ло жен ны ми вдоль це пи); часть не оди нар ных Н-свя зей яв ля ют ся сме - шан ны ми [15]. Как пра ви ло, вза и мо де йству ю щие с ДНК ами - но кис ло ты от да ют пред поч те ние не опре де лен но му осно ва нию (па ре), а опре де лен но му по ло же нию ато мов в ма лом или боль шом же лоб ке [28]. Но ли - зин и ар ги нин ча ще кон так ти ру ют с гу а ни ном в боль шом же лоб ке, и имен но эти вза и мо де йствия счи та ются на и бо лее важ ны ми для узна ва ния гу а ни - на. Глу та мин и ас па ра гин пред по чи та ют вза и мо- де йство вать с аде ни ном в боль шом же лоб ке [15, 45, 46]. Кон так ты остат ков глу та ми но вой и ас па ра ги - но вой кис лот с ДНК до воль но ред ки, учи ты вая об - щий от ри ца тель ный за ряд мо ле ку лы ДНК, и они ча - ще воз ни ка ют в по зи ции W2 боль шо го же лоб ка с ци то зи ном, име ю щим на и боль ший по ло жи тель ный за ряд [47]. В бел ко во-нук ле и но вых ком плек сах об на ру же - ны свя зи С–Н...О [43, 48–50], фор ми ру ю щи е ся меж ду ОН-груп па ми ами но кис лот ных остат ков (на при мер, се ри на и тре о ни на) и С5Н-груп па ми ци - то зи на и ме тиль ны ми груп па ми ти ми на в боль шом же лоб ке, учас твуя тем са мым в пря мом узна ва нии этих осно ва ний [47, 49]. Их ко ли чес тво со пос та ви - мо с та ко вым клас си чес ких Н-свя зей [47]. Нес пе ци фичные Н-свя зи на и бо лее час то об ра - зу ют ся в мес тах кон так тов бел ков с груп па ми са ха - ро фос фат но го осто ва ДНК без зна чи мых пред поч - те ний при вза и мо де йствии ами но кис лот с нук ле о - ти да ми [28]. H-свя зи пеп тид но го осто ва бел ка и не спе ци фичных групп осно ва ний или са ха ро фос - фат но го осто ва ДНК фор ми ру ют ся в основ ном меж ду пи ри ми ди на ми и ами но кис ло та ми ком пакт- ных раз ме ров, ко то рые не со дер жат групп, спо соб - ных об ра зо вы вать H-свя зи: гли цин, ала нин, ва лин, лей цин [28]. Вза и мо де йствия ами но кис лот, име ю щих по ло - жи тель но за ря жен ную бо ко вую цепь или час тич - ный по ло жи тель ный за ряд на ами ног руп пе, с π-си- сте мой осно ва ний (как пра ви ло, гу а ни на) так же встре ча ют ся до воль но час то. При этом ами но кис - лот ный ра ди кал встра и ва ет ся меж ду со сед ни ми па - ра ми осно ва ний с об ра зо ва ни ем контактов ти па 6 Е. П. БО РИС КИ НА, М. Ю. ТКА ЧЕН КО, А. В. ШЕС ТО ПА ЛО ВА «ка ти он–π-сис те ма» с од ной из пар и H-свя зи – с дру гой [51, 52]. Гид ро фоб ные взаимодействия бо ко вых це пей непо ляр ных ами но кис лот с осно ва ни я ми ча ще воз - ни ка ют при ин тер ка ля ции учас тка бел ка в ма лый же ло бок и со про вож да ют ся из ги ба ми ДНК в сто ро - ну боль шо го же лоб ка [53, 54]. Элек трос та ти чес кие вза и мо де йствия про ис хо - дят меж ду по ло жи тель но за ря жен ны ми ами но кис - лот ны ми це пя ми и ато ма ми кис ло ро да фос фа тов, не толь ко ста би ли зи руя уже сфор ми ро вав ший ся ком плекс, но и учас твуя в пре-ори ен та ции пеп тид - ных це пей по от но ше нию к мо ле ку ле ДНК [55–57]. К элек тро ста ти чес ким вза и мо де йстви ям сле ду ет от нес ти об ра зо ва ние со ле вых мос ти ков меж ду по - ло жи тель но за ря жен ны ми груп па ми бо ко вых це пей ами но кис лот ных остат ков и кис ло ро да ми фос фат - ных групп [57–59]. Та ким об ра зом, на осно ва нии ре зуль та тов ана - ли за крис тал ли чес ких струк тур ком плек сов бел ков и ДНК по лу че ны до ка за т ельства су щес тво ва ния не - сколь ких ви дов вза и мо де йствий, опре де ля ю щих фор ми ро ва ние и ста биль ность ком плек сов: Н-свя зи меж ду ами но кис лот ны ми остат ка ми и спе ци фич - ны ми груп па ми осно ва ний и/или не спе ци фич ны ми груп па ми са ха ро фос фат но го осто ва, ван-дер-ва аль - со вы, гид ро фоб ные и элек тро ста ти чес кие вза и мо - де йствия [60]. Спе ци фич ное бел ко во-нук ле и но вое узна ва ние, ре а ли зу ю ще е ся с пре об ла да ни ем пря мо го ме ха низ - ма, при су ще мно гим бел кам: эн до нук ле а зам, реп - рес со рам, не ко то рым транс крип ци он ным фак то рам [14, 15, 17, 18]. Эти бел ки про яв ля ют вы со кую спе - ци фич ность при свя зы ва нии с кон крет ны ми по сле - до ва тель нос тя ми ДНК – про мо то ра ми или эн хан- се ра ми. Ме нее рас прос тра нен ным яв ля ет ся спе ци - фич ное свя зы ва ние в ма лом же лоб ке за счет вы со - кос пе ци фич ных гид ро фоб ных вза и мо де йствий с осно ва ни я ми. Нап ри мер, в ком плек се ДНК с транс - крип ци он ным фак то ром LEF-1 (lymphoid enchancer factor-1) (рис. 2, а, см. вклейку) [61] оста ток ме ти о - ни на спе ци фи чес ки встра и ва ет ся толь ко в АА-ди - нук ле о тид ный шаг ДНК в сай те свя зы ва ния (рис. 2, б, см. вклейку) [2, 13], при этом фор ми ру ют ся спе - ци фич ные H-свя зи в боль шом же лоб ке (рис. 2, в, см. вклейку). Но для мно гих ре гу ля тор ных бел ков вы со ко- спе ци фич ное узна ва ние «сво е го» сай та-ми ше ни проис хо дит без об ра зо ва ния ком пле мен тар ных H- свя зей, вмес то это го ис поль зу ют ся сте ри чес кое со - от ве тствие вза и мо де йству ю щих по вер хнос тей об е - их мо ле кул и/или ван-дер-ва аль со вы кон так ты меж ду бо ко вы ми це пя ми или осто вом бел ка и осно - ва ни я ми [62]. Неп ря мое узна ва ние. При не пря мом ме ха низ ме узна ва ния учас ток ДНК рас поз на ет ся ли бо по не ка - но ни чес кой В-фор ме двой ной спи ра ли, су щес тву ю - щей в сво бод ной ДНК, ли бо по спо соб нос ти ДНК к де фор ма ции и/или пе ре хо ду в аль тер на тив ную кон - фор ма цию в ком плек се [21, 38]. Пре и му щес тво в энер гии не ка но ни чес кой струк ту ры над ка но ни чес - кой в пер вом слу чае и энер ге ти чес кие за тра ты, не - об хо ди мые для пе ре ве де ния ДНК в аль тер на тив - ную кон фор ма цию, – во вто ром, за ви сят от по сле - до ва тель нос ти [62, 63]. Сис те ма ти чес кий ана лиз дан ных рен тге ност- рук тур но го ана ли за раз лич ных фраг мен тов ДНК по зво лил сде лать вы вод о том, что спо соб ность двой ной спи ра ли ДНК при ни мать аль тер на тив ные кон фор ма ции яв ля ет ся ее «внут рен ним» свойст- вом, при су щим опре де лен ным по сле до ва тель нос - тям ДНК [29, 64–67]. В ра бо тах [68, 69] по ка за на спо соб ность раз лич ных по нук ле о тид но му со ста ву ко рот ких фраг мен тов ДНК как со хра нять струк ту - ру клас си чес ких А- или В-форм двой ной спи ра ли, так и при ни мать про ме жу точ ные со сто я ния или пре тер пе вать кон фор ма ци он ные пе ре хо ды. Нап ри - мер, ша ги GpG и CpG про яв ля ют тен ден цию к спон тан но му пе ре хо ду в А-фор му в сво бод ной ДНК [70–73], то есть мо гут быть кон фор ма ци он - ным «сиг на лом» к ком плек со об ра зо ва нию. В ра бо тах [43, 53] опре де ля ли час то ту вов ле че - ния в бел ко во-нук ле и но вые вза и мо де йствия нук ле - о ти дов с А- или В-кон фор ма ци я ми са ха ро фос фат - но го осто ва. Ока за лось, что хо тя фрак ция A-по доб- ных нук ле о ти дов не боль шая (12 %), сред нее ко ли - чес тво бел ко во-нук ле и но вых кон так тов на один А- по до бный нук ле о тид в 1,6 раза вы ше, чем на В-по - до бный (2,5 и 1,6 кон так та на нук ле о тид со от вет- ствен но). Анализ пло ща дей дос туп ной по вер хнос ти В- и А-по до бных нук ле о ти дов, из ме не ние ко то рых за - 7 КОМ ПЛЕК СЫ БЕЛ КИ–ДНК: СПЕ ЦИ ФИЧ НОСТЬ И МЕ ХА НИЗ МЫ УЗНА ВА НИЯ ви сит от пе ре клю че ния кон фор ма ции дез окси ри бо - зы с С2'-эн до (В-фор ма) на С3'-эн до (А-фор ма), по - ка зал уве ли че ние дос туп нос ти гид ро фоб ных ато - мов А-по до бных нук ле о ти дов в ма лом же лоб ке [53]. Имен но по э то му вза и мо де йствия ами но кис лот с дву мя фор ма ми ДНК в ма лом же лоб ке рас пре де - ле ны по-раз но му: А-по до бные нук ле о ти ды ча ще свя зы ва ют ся с не по ляр ны ми ами но кис лот ны ми ос- тат ка ми, а В-по до бные – с по ло жи тель но за ря жен - ны ми. Ког да А-по до бные нук ле о ти ды фор ми ру ют клас те ры вдоль це пи, вза и мо де йствия с гид ро фоб - ны ми по вер хнос тя ми бел ков про ис хо дят ко о пе ра - тив но и пре и му щес твен но с β-сло я ми [74]. Кро ме то го, в этих сай тах час то об ра зу ют ся из ги бы ДНК [53], как пра ви ло, в пи ри ми дин-пу ри но вых (YR) ша гах, име ю щих на и боль шую склон ность к струк - тур ным пе ре строй кам. Учи ты вая, что воз мож ность для рас поз на ва ния ДНК по сре дством спе ци фичных H-свя зей в ма лой бо роз дке не вы со ка [24], пе ре хо ды ДНК в А-фор му и воз ник но ве ние гид ро фоб ных вза- имо де йствий мо гут быть важ ны ми фак то ра ми не - пря мо го узна ва ния. Кон фор ма ция В' [75] фор ми ру ет ся в учас тках по сле до ва тель ных АрА- и/или АрТ- ша гов (А-трак - тов), име ю щих узкий ма лый же ло бок с кон цен тра - ци ей от ри ца тель но за ря жен ных фос фа тов боль шей, чем в ка но ни чес кой В-ДНК. Это об ъ яс ня ет ся тем, что в ма лом же лоб ке А-трак тов фор ми ру ет ся уни - каль ная гид рат ная об олоч ка, вклю ча ю щая до че ты - рех сло ев мо ле кул во ды, у пер во го из ко то рых огра - ни че ны транс ля ци он ные и ро та ци он ные сте пе ни сво бо ды, по сколь ку в от су тствие С–G-пар в ма лом же лоб ке прак ти чес ки нет до но ров про то на [37, 76]. Та кая гид ра та ция А-трак тов при во дит к су же нию ма ло го же лоб ка и уве ли че нию его элек тро ста ти чес - ко го по тен ци а ла [34], об лег чая узна ва ние бел ка ми этих учас тков ДНК [77]. В ра бо тах [78–80] по ка за - но, что А-трак ты час то ло ка ли зу ют ся вбли зи про - мо тор ных учас тков ге нов бак те рий и вы сших орга - низ мов и/или учас тков ини ци а ции реп ли ка ции и ре - ком би на ции, яв ля ясь ми ше ня ми для об ра зо ва ния ком плек сов с бел ка ми, при час тны ми к ре гу ля ции этих важ ных би о ло ги чес ких про цес сов. Еще одним фак то ром не пря мо го узна ва ния бел - ка ми ДНК яв ля ет ся сик венс-за ви си мая спо соб ность двой ной спи ра ли ДНК к де фор ма ции при ее вза и - мо де йствии с бел ком. Ко ли чес твен ная оцен ка де - фор ма ции ДНК вы пол ня ет ся на осно ве уче та из ме не ний струк тур ных па ра мет ров, на при мер, Twist, Roll и Tilt; Shift, Slide и Rise [30, 81] и про из - во дит ся по ее энер гии [19, 82, 83]. Для каж до го ша - га осно ва ний вы чис ля ют ся эм пи ри чес кие зна че ния энер гии де фор ма ции лю бо го из шес ти па ра мет ров, ба зи ру ясь на раз бро се их зна че ний в име ю щих ся ба зах дан ных струк тур сво бод ной ДНК и бел ко - во-нук ле и но вых ком плек сов [20] ли бо об на ру жен - ных при рас шиф ров ке тра ек то рий мо ле ку ляр ной ди на ми ки ко рот ких фраг мен тов ДНК [82–84]. При - ме ча тель но, что эти два под хо да да ют близ кие ре - зуль та ты. Так, ока за лось, что спо соб ность к де фор - ма ции двой ной спи ра ли ДНК яв ля ет ся функ ци ей ее по сле до ва тель нос ти [82]. На и бо лее лег ко де фор ми - ру ют ся пи ри ми дин-пу ри но вые ша ги (YR) [84], за - тем сле ду ют ша ги RR и RY. Са мый гиб кий тет ра - мер – TTAG, а на и бо лее жес ткий – AATT [83]. Раз ли чия в энер гии В→А-пе ре хо да для раз ных по сле до ва тель нос тей ис поль зу ют ся бел ка ми – ре - гу ля то ра ми транс крип ции, вза и мо де йству ю щи ми с ТАТА-бок сом (по сле до ва тель ность ти па 5'-TATA (AA)-3'), ко то рый на хо дит ся в про мо тор ных участ- ках мно гих ге нов. В про цес се ком плек со об ра зо ва - ния эти учас тки пе ре хо дят в А-фор му, что бы об лег - чить свя зы ва ние β-слоя бел ка в ма лом же лоб ке ДНК. Энер гия пе ре хо да сик венс-спе ци фич на и слу - жит фак то ром от бо ра сай та-ми ше ни [74]. Та ким об ра зом, чу встви тель ность опре де лен - ных фраг мен тов ДНК к вза и мо де йстви ям с функ ци - о наль ны ми груп па ми бел ков мо жет быть об услов - ле на за ви си мым от по сле до ва тель нос ти про стран- ствен ным и энер ге ти чес ким «ко дом», опре де ляе- мым спо соб нос тью кон крет но го учас тка ДНК к де - фор ма ции [85–87]. При ме ром свя зы ва ния бел ка с ТАТА-бок сом мо жет слу жить ком плекс ДНКа зы I с ДНК (рис. 3, а, см. вклейку). ДНКа за I при об ра зо ва нии ком плек са узна ет сик венс-за ви си мые струк тур ные из ме не ния двой ной спи ра ли ДНК. Бе лок свя зы ва ет ся с ДНК в ма лом же лоб ке c цен траль ны ми па ра ми осно ва ний ТАТА-бок са, об ра зуя ван-дер-ва аль со вы кон так ты и H-свя зи с осно ва ни я ми (из них толь ко одна спе ци - фич на) и са ха ро фос фат ным осто вом. При этом про - ис хо дит рас ши ре ние ма ло го же лоб ка на 3 C и из гиб 8 Е. П. БО РИС КИ НА, М. Ю. ТКА ЧЕН КО, А. В. ШЕС ТО ПА ЛО ВА по на прав ле нию к боль шо му же лоб ку бо лее чем на 20o [14]. С по мощью про грам мы 3DNA/compDNA [88] на ми рас счи та ны па ра мет ры, ха рак те ри зу ю - щие кон фор ма цию дез окси ри боз фраг мен та ДНК (табл. 1). Как сле ду ет из этих дан ных, часть нук ле о - ти дов в сай те свя зы ва ния име ет кон фор ма цию са ха - ро фос фат но го осто ва, со от ве тству ю щую А- или про ме жу точ ным фор мам ДНК. По ме ха низ му не пря мо го узна ва ния об ра зу ет ся ком плекс бел ка Zif268 (транс крип ци он ный фак тор TFIIIA, се ме йство «цин ко вые паль цы») с ДНК [88]. «Цин ко вые паль цы» – от но си тель но не боль шие ДНК-свя зы ва ю щи е ся до ме ны, вхо дя щие в со став раз лич ных бел ков в ви де тан де мов [13, 14, 16, 90]. Сог лас но спек трам кру го во го дих ро из ма [89], фраг мент ДНК в ком плек се (рис. 3, б, см. вклейку) при ни ма ет про ме жу точ ную кон фор ма цию меж ду A- и B-фор ма ми. Рас счи тан ные на ми по про грам ме 3DNA/ compDNA [88] зна че ния углов Twist, Roll и Inclination ха рак тер ны для А-фор мы, а ве ли чи ны па ра мет ров Slide и сме ще ния по оси х – про ме жу - точ ные меж ду А- и В-фор ма ми (табл. 2). В ра бо те [89] по ка за но, что та кая кон фор ма ция сай та-ми ше - ни яв ля ет ся опти маль ной для об ра зо ва ния комп- лек са и слу жит фак то ром от бо ра при узна ва нии, а свя зы ва ние Zif268 с ка но ни чес кой B-ДНК ме нее эф фек тив но. В ком плек се реп рес со ра trp (ре гу ля тор ный бе лок, кон тро ли ру ю щий ини ци а цию транс крип ции опе ро на би о син те за трип то фа на и не ко то рых дру гих опе ро нов Escherichia coli) с ДНК [38, 91] так же ис поль зу ет ся не пря мое узна ва ние (рис. 4, а, см. вклей ку): об ра зу - ют ся пря мые и опос ре до ван ные мо ле ку ла ми во ды H-свя зи с са ха ро фос фат ным осто вом и толь ко две H-свя зи с осно ва ни я ми – гу а ни на ми в край них по - ло же ни ях. Ре зуль та ты мо де ли ро ва ния ме то дом мо - ле ку ляр ной ди на ми ки [92] про де мо нстри ро ва ли, что в мес тах кон так та ДНК и бел ка не ко то рые нук - ле о ти ды име ют аль тер на тив ную BII-кон фор ма цию и, что бо лее важ но, об на ру же на кор ре ля ция меж ду BI/BII-кон фор ма ци я ми и количеством кон так тов белка с нук ле о ти да ми в этих кон фор ма ци ях. Та ким об ра зом, BI/BII-пе ре хо ды са ха ро фос фат но го осто - ва ДНК мо гут слу жить осно вой спе ци фич нос ти не - пря мо го узна ва ния. В ра бо те [37] изучен ком плекс реп рес со ра бак - те ри о фа га P22 (P22R) с ДНК (рис. 4, б, см. вклей ку). P22R спо со бен од но знач но рас поз на вать «свой» сайт свя зы ва ния сре ди шес ти по хо жих [70], ис поль - зуя для узна ва ния и пря мой ме ха низм, и не пря мой – раз ли чия в энер ги ях В→В'-пе ре хо да раз ных нук- ле о тид ных ша гов [37]. Струк ту ра Р22R от но сит ся к ти пу «спи раль–из - гиб–спи раль». При об ра зо ва нии ком плек са α-спи - ра ли бел ка встра и ва ют ся в боль шие же лоб ки, об ра - зуя H-свя зи со спе ци фич ны ми груп па ми осно ва - ний. Но спе ци фич ность ком плек са (рис. 4, б, см. вклейку) опре де ля ет ся не толь ко свя зы ва ни ем в ме- стах кон так та α-спи ра лей с ДНК, но и нук ле о тид - ной по сле до ва тель нос тью в про ме жут ке меж ду эти ми зо на ми, где нет спе ци фич ных свя зей с осно - ва ни я ми и узна ва ние про ис хо дит по не пря мо му ме - 9 КОМ ПЛЕК СЫ БЕЛ КИ–ДНК: СПЕ ЦИ ФИЧ НОСТЬ И МЕ ХА НИЗ МЫ УЗНА ВА НИЯ Пара Цепь І Цепь ІІ δ, о Конформация δ, о Конформация G:C 80,1 C3'-эндo 116,6 O4'-эндo G:C 97,6 C3'-эндo 85,4 C3'-эндo T:A 94,7 C3'-эндo 129,8 C1'-экзo A:T 76,3 C3'-эндo 97,0 C3'-эндo T:A 100,5 O4'-эндo 128,7 C1'-экзo A:T 127,5 C1'-экзo 136,9 C1'-экзo C:G 121,8 C1'-экзo 153,9 C2'-эндo П р и м е ч а н и е. А-ДНК: δ = 81 ± 7о; В-ДНК: δ = 125 ± 17о. Таб ли ца 1 Па ра мет ры, ха рак те ри зу ю щие упа ков ку са ха ров сай та свя зы ва ния ДНКа зы I: угол δ и кон фор ма ция дез окси ри боз ха низ му. ДНК при свя зы ва нии α-спи ра лей пре тер - пе ва ет су щес твен ную де фор ма цию в про ме жут ке меж ду учас тка ми кон так та: В→В'-пе ре ход. За ме на да же од ной па ры осно ва ний ме ня ет энер ге ти чес кий барь ер та ко го пе ре хо да. В ре зуль та те сро дство ре- пре ссо ра P22 к «сво ей» и из ме нен ным по сле до ва - тель нос тям ДНК раз ли ча ет ся [70] и бе лок рас поз на - ет сайт-ми шень. Итак, мож но сфор му ли ро вать основ ные от ли - чия пря мо го и не пря мо го ме ха низ мов узна ва ния [13, 21, 28, 37, 93]. Пря мой ме ха низм пред по ла га ет вы со кое сте- ре о хи ми чес кое со от ве тствие опре де лен ных по сле - до ва тель нос тей ДНК мес там кон так тов на по верх- нос ти бел ко вых мо ле кул и воз мож ность об ра зо ва - ния спе ци фич ных H-свя зей с ато ма ми осно ва ний, пре и му щес твен но на прав лен ных в боль шой же ло - бок двой ной спи ра ли. То есть при пря мом узна ва - нии основ ной вклад в спе ци фич ность бел ко во-нук - ле и но вых ком плек сов вно сят пря мые кон так ты меж ду бо ко вы ми груп па ми бел ков и спе ци фич ны - ми груп па ми осно ва ний ДНК. Неп ря мой ме ха низм осно ван на струк тур ной адап та ции по сле до ва тель нос тей ДНК в сай тах свя - зы ва ния с бел ком. Спе ци фич ность ком плек сов при не пря мом узна ва нии опре де лят ся вза и мо де йстви я - ми, в ре зуль та те ко то рых об ра зу ет ся аль тер на тив - ная струк ту ра кон крет ной по сле до ва тель нос ти ДНК, узна ва е мая бел ком. При этом спе ци фич ные груп пы осно ва ний мо гут не всту пать в пря мые кон - так ты с бел ком. При ре а ли за ции пря мо го ме ха низ ма узнавания па ра мет ры, ис поль зу е мые для его ко ли чес твен но го опи са ния, – это от ли чия в энер ги ях свя зы ва ния бел - ка с раз лич ны ми по сле до ва тель нос тя ми, а не пря мо - го – в энер гиях де фор ма ции кон крет ных нук лео- тид ных по сле до ва тель нос тей. В ра бо те [18] сделана по пыт ка оце нить вклады пря мо го (Н-свя зи и гид ро фоб ные вза и мо де йствия) и не пря мо го (де фор ма ция ДНК) узна ва ния в спе ци - фич ность свя зы ва ния бел ков раз лич ных семейств с ДНК. Спе ци фич ность оце ни ва ли по энерге ти чес - ким па ра мет рам: энер ги ям пар ных атомных вза и - мо де йствий (пря мое узна ва ние) и энерги ям де фор - ма ции кон крет ных фраг мен тов ДНК (не пря мое уз- на ва ние). Основ ной вы вод, сфор му ли ро ван ный ав - то ра ми, следующий: оба ме ха низ ма узна ва ния ис - поль зу ют ся все ми бел ка ми де вя ти ис сле до ван ных се мейств. Отно си тель ная ве ли чи на вкла да не пря - мо го узна ва ния в спе ци фич ность свя зы ва ния в сред нем со став ля ет ≈ 20 %; мак си маль ный вклад при над ле жит се ме йству рес трик таз и подсе ме йству С2Н2/С2НСZF (бо лее 50 %: в ком плек сах свы ше по ло ви ны кон так тов не спе ци фич ны); ми ни маль - ный – се ме йству HE (homing endonucleases). При пря мом узна ва нии вклад Н-свя зей (пря мых и опо- сре до ван ных во дой) в спе ци фич ность равен в сред - нем 72 %, гид ро фоб ных – су щес твен но мень ше. 10 Е. П. БО РИС КИ НА, М. Ю. ТКА ЧЕН КО, А. В. ШЕС ТО ПА ЛО ВА Шаг Twist (A-ДНК: 31,1°; B-ДНК: 36,0°) Roll (A-ДНК: 8,0°; B-ДНК: 0,6°) Inclination (A-ДНК: 14,6°; B-ДНК: 2,1°) Slide (A-ДНК: –1,53 C; B-ДНК: 0,23 C) Сме ще ние по оси х (A-ДНК: –4,2 C; B-ДНК: 0,1 C) AC:GT 31,40 2,10 3,95 –0,50 –1,39 CG:CG 33,60 6,00 10,29 0,30 –0,48 GC:GC 30,70 –2,10 –4,10 –0,20 –0,09 CC:GG 35,20 11,00 17,73 –0,30 –2,12 CC:GG 30,60 3,20 6,19 –0,90 –2,44 CA:TG 34,10 3,40 5,87 0,10 –0,73 AC:GT 27,90 5,50 11,26 –0,60 –2,60 CG:CG 36,10 7,80 12,28 –0,20 –1,43 GC:GC 25,90 5,60 12,45 –0,10 –1,68 Таб ли ца 2 Струк тур ные па ра мет ры сай та свя зы ва ния бел ка Zif268 Рес трик та зы ис поль зу ют не пря мое узна ва ние как пред ва ри тель ный («prescreening») ме ха низм от - бо ра «сво е го» сай та по склон нос ти кон крет ных по - сле до ва тель нос тей к де фор ма ции [94]. Ми ни маль - ный вклад не пря мо го узна ва ния (и мак си маль ный – пря мо го) у бел ков НЕ-се ме йства со гла су ет ся с их би о ло ги чес ки ми функ ци я ми [95] и струк тур ны ми дан ны ми: в сай тах свя зы ва ния этих ком плек сов об - на ру же но бо лее 14 спе ци фич ных кон так тов. Анализ ре зуль та тов по зво лил ав то рам работы [18] пред ло жить следующие пра ви ла, опре де ля ю - щие спе ци фич ность бел ко во-нук ле и но во го свя зы - ва ния: не об хо ди мо учи ты вать на ли чие и дос туп - ность атом ных групп об е их мо ле кул, спо соб ных ре - а ли зо вать спе ци фичные вза и мо де йствия в сай тах свя зы ва ния (пря мое узна ва ние), и склон ность кон - крет ных по сле до ва тель нос тей ДНК к де фор ма ции и/или кон фор ма ци он ным пе ре строй кам (не пря мое узна ва ние). Сог лас но этим пра ви лам, ис сле до ван ные ком - плек сы можно раз делить на три груп пы: у двух из них пре об ла да ет пря мой ме ха низм, но с раз лич ным чис лом спе ци фичных меж ато мных кон так тов и их вкла дом в спе ци фич ность свя зы ва ния. В треть ей груп пе основ ной вклад в спе ци фич ность вносит не - пря мое узна ва ние. Нес пе ци фич ное ком плек со об ра зо ва ние. В комплек сах это го ти па про ис хо дит свя зы ва ние сик - венс-спе ци фич но го бел ка с не спе ци фич ной ему по - сле до ва тель нос тью ДНК, а ста би ли за ция ком плек- сов осу ще ствля ет ся за счет элек тро ста ти чес ких вза - и мо де йствий. Пос коль ку ДНК яв ля ет ся по ли а ни о - ном, то элек тро ста ти чес кие вза и мо де йствия долж- ны иг рать су щес твен ную роль при фор ми ро ва нии белко во-нук ле и но вых ком плек сов не за ви си мо от конкрет ной нук ле о тид ной по сле до ва тель нос ти в сай тах свя зы ва ния. Это пред по ло же ние под тверж- да ет ся вли я ни ем ион ной си лы на устой чи вость не - спе ци фич ных ком плек сов [2, 9, 12]. Кро ме то го, в не спе ци фич ных ком плек сах функцию по сред ни ков вы пол ня ют мо ле ку лы во ды. Они за ни ма ют «мос ти - ко вые» по ло же ния меж ду до нор но-ак цеп тор ны ми груп па ми бел ков и ДНК, до пол ни тель но ста би ли зи - руя об ра зу ю щий ся ком плекс [96, 97]. Нес пе ци фич ное ком плек со об ра зо ва ние час то явля ет ся пер вой ста ди ей спе ци фич но го, где про ис - хо дят об ра ти мые кон фор ма ци он ные из ме не ния и пе ре клю че ние с не спе ци фич но го ком плек са, в ко - то ром до ми ни ру ют элек тро ста ти чес кие вза и мо дей- ствия с осто вом ДНК, на вы со кос пе ци фич ный, ха - рак те ри зу ю щий ся вза и мо де йствиями с осно ва ни я - ми в сай те свя зы ва ния [7]. В ка чес тве при мера мож но при вес ти ком плек сы эн до нук ле а зы BamHI с не спе ци фич ным 5'-ATGAA- TCCATA-3' (PDB-ин декс 2BAM) и спе ци фич ным 5'-ATGGATCCATA-3' (PDB-ин декс 3BAM) сай та - ми ДНК (рис. 5, см. вклей ку), нук ле о тид ные по сле - до ва тель нос ти ко то рых от ли ча ют ся лишь од ной па- рой [98]. Эндо нук ле а за BamHI вхо дит в рес трик ци он но- мо ди фи ка ци он ную сис те му про ка ри о тов и учас тву ет в за щи те бак те рий от бак те ри о фа гов. Ее би о ло ги чес - кая роль за клю ча ет ся в быс тром на хож де нии и раз ре - за нии чу же род ной фа го вой ДНК. На пер вом эта пе эн - до нук ле а за не спе ци фич но свя зы ва ет ся с ДНК и «ска - ни ру ет» ее в по ис ках «сво е го» сай та. За тем она спе- ци фич но узна ет по сле до ва тель ность из шес ти пар ос- но ва ний (GGATCC) и де ла ет двух нит ча тый раз рез. В не спе ци фич ном ком плек се струк ту ра бел ка по до бна таковой сво бод но го фер мен та. При спе ци - фич ном свя зы ва нии эн до нук ле а за BamHI пре тер пе - ва ет се рию кон фор ма ци он ных из ме не ний, вклю ча - ю щих вра ще ние суб ъ е ди ниц и раз упо ря до чение α- спи ра ли, рас по ло жен ной у С-кон ца бел ка [14, 28, 98, 99]. Про цесс узна ва ния со про вож да ет ся де фор - ма ци ей двой ной спи ра ли ДНК и по яв ле ни ем из ло - ма в цен тре сай та свя зы ва ния, ко то рые не об хо ди мы для об лег че ния об ра зо ва ния спе ци фич ных H-свя - зей (семь пря мых и бо лее 10 опос ре до ван ных мо ле - ку ла ми во ды) меж ду груп па ми осно ва ний и бо ко - вы ми це пя ми ами но кис лот ных остат ков [98]. Не сик венс-спе ци фич ное ком плек со об ра зо - ва ние. Иссле до ва ние нук ле о сом и ком плек сов бел - ков, со дер жа щих HMG-бок сы, с ДНК по зво ли ло вы я вить на ли чие сро дства и фор ми ро ва ние ста - биль ных ком плек сов без сик венс-спе ци фич нос ти, то есть с ми ни маль ным пред поч те ни ем к кон крет - ной по сле до ва тель нос ти ДНК. Та кой тип ком плек - со об ра зо ва ния опре де лен как не сик венс-спе ци фич - ный [2]. Тот факт, что этот вид свя зы ва ния ха рак те - рен для гис то нов и дру гих хро мо сом ных бел ков, не слу ча ен, по сколь ку функ ци ей та ких бел ков как раз 11 КОМ ПЛЕК СЫ БЕЛ КИ–ДНК: СПЕ ЦИ ФИЧ НОСТЬ И МЕ ХА НИЗ МЫ УЗНА ВА НИЯ и яв ля ет ся упа ков ка и ком пак ти за ция ДНК с про из - воль ной по сле до ва тель нос тью. При фор ми ро ва нии ле во зак ру чен ной су перспи - ра ли нук ле о со мы ДНК пре тер пе ва ет су щес твен ные струк тур ные пе ре строй ки (рис. 6, а, см. вклей ку), свя - зан ные с на коп ле ни ем кон фор ма ци он ных из ме не ний в ин ди ви ду аль ных ша гах пар. Основ ные спи раль ные па ра мет ры, зна че ния ко то рых из ме ня ют ся, – это Roll, Tilt, Twist, Slide [100–102]. Та кие из ме не ния ани зо- троп ны. Ве ли чи на из ги ба в же лоб ки (Roll) пре вы ша - ет ве ли чи ну из ги ба в сто ро ну са ха ро фос фат но го ос- то ва (Tilt); в мес тах из ги ба в боль шой же ло бок па ра - метр Twist мень ше, а в ма лый же ло бок – боль ше, чем у ка но ни чес кой В-ДНК; из ме не ния па ра мет ра Slide пе ри о дич ны – каж дые 5–6 пар осно ва ний. При этом от ри ца тель ные зна че ния от ме че ны при из ги бе ДНК в боль шой же ло бок, а по ло жи тель ные – в ма лый. Зна - че ния углов ε, ζ и β са ха ро фос фат но го осто ва кор ре - ли ру ют со зна че ни я ми спи раль ных па ра мет ров Roll– Slide–Twist [103]. Су пер спи раль ста би ли зи ру ет ся пря мы ми и опос ре до ван ны ми мо ле ку ла ми во ды кон - так та ми гис то но вых бел ков с са ха ро фос фат ным ос- то вом ДНК и не спе ци фич ны ми груп па ми осно ва ний в ма лом же лоб ке (рис. 6, б, см. вклей ку). Имен но бла - го да ря на ли чию вод ной об олоч ки, вы пол ня ю щей роль «смаз ки» в мес тах кон так тов [101], у ДНК со - хра ня ет ся воз мож ность ре а ли за ции ло каль ных сик - венс-за ви си мых кон фор ма ций, ко то рые мо гут спо со - бство вать про цес су узна ва ния ре гу ля тор ны ми бел ка - ми кон крет ных сай тов-ми ше ней не пос ре дствен но на нук ле о сом ной ДНК. В чем при нци пи аль ные от ли чия это го ти па ком - плек са от спе ци фич но го? Свя зы ва ние бел ков про - ис хо дит в ма лом же лоб ке с об ра зо ва ни ем Н-свя зей ли бо с груп па ми са ха ро фос фат но го осто ва, ли бо с не спе ци фич ны ми груп па ми осно ва ний, на прав лен - ны ми в ма лый же ло бок [31] (как пра ви ло, это Н-свя зи с ак цеп тор ны ми груп па ми – N3 пу ри нов и О2 пи ри ми ди нов [101]) и опос ре до ван ны ми су ще- ствен но б\льшим чис лом мо ле кул во ды [104]. В ста би ли за ции учас тву ют со ле вые мос ти ки, воз ни - ка ю щие меж ду ами ног руп па ми гис то нов и кис ло - ро да ми фос фат ных групп ДНК в нук ле о со мах, и гид ро фоб ные вза и мо де йствия в ма лом же лоб ке в ком плек сах с HMG-бел ка ми [2, 105]. В ком плек сах упомянутого ти па ДНК су щест- вен но де фор ми ро ва на по срав не нию с ли ней ной В- фор мой, но из ме не ние струк ту ры двой ной спи ра ли про ис хо дит по-раз но му: в нук ле о со мах боль ше ме - ня ют ся раз ме ры ма ло го же лоб ка и Roll, а у HMG- со дер жа щих бел ков – раз ме ры об оих же лоб ков, Twist и Roll [2]. Но в лю бом ком плек се это го ти па ДНК де фор ми ру ет ся та ким об ра зом, что бы мак си - маль но ре а ли зо вать кон так ты с са ха ро фос фат ным осто вом и не спе ци фичными груп па ми осно ва ний ма ло го же лоб ка, при этом струк ту ра бел ка прак ти - чес ки не ме ня ет ся [2]. Струк тур но-спе ци фич ное ком плек со об ра зо - ва ние. В не ко то рых ком плек сах узна ва ние про ис - хо дит при на ли чии опре де лен ных струк тур ных из - ме не ний ДНК, на при мер, трип лек сов и квад руп лек - сов или по вреж де ний/де фор ма ций, вы зван ных свя- зы ва ни ем с ДНК би о ло ги чес ки ак тив ных ве ществ [2]. При этом по сле до ва тель ность ДНК мо жет быть про из воль ной, а бе лок рас поз на ет опре де лен ную де фор ми ро ван ную струк ту ру. Это тип струк тур но- спе ци фич ных ком плек сов, ко то рый ста би ли зи рует - ся не спе ци фич ны ми H-свя зя ми (пря мы ми и опос ре - до ван ны ми мо ле ку ла ми во ды), элек тро ста ти чес ки - ми и гид ро фоб ны ми вза и мо де йстви я ми. При ме ром здесь мо гут слу жить ком плек сы HMG1 с ДНК, мо - ди фи ци ро ван ной цис пла ти ном [2, 106–108]. Прин ци пи аль ное от ли чие та ко го ти па ком плек - сов от рас смот рен ных вы ше со сто ит в сле ду ю щем. В струк тур но-спе ци фич ных ком плек сах, как пра - ви ло, про ис хо дит асим мет рич ное свя зы ва ние с об - разо ва ни ем гид ро фоб ных кон так тов меж ду опре де - лен ны ми ами но кис лот ны ми остат ка ми и учас тка ми ло каль но де фор ми ро ван ной ДНК (кин ков). Свя зы - вание в этом виде ком плек сов не сик венс-спе ци - фич но: степень сро дства для вза и мо де йствия од но - го бел ка с не сколь ки ми по сле до ва тель нос тя ми прак ти чес ки не от ли чает ся. Спе ци фич ность свя зы - ва ния про яв ля ет ся при кон так тах с раз лич ны ми по то по ло гии фраг мен та ми ДНК [109]. Вы во ды. При ве ден ные в об зо ре дан ные яв ля - ют ся ре зуль та том ана ли за струк тур ком плек сов бел ков с ДНК, ко то рые мож но раз де лить на че ты ре ти па, ис хо дя из осо бен нос тей вза и мо де йствия и кон так тов в ком плек сах и ис поль зо ва ния при ком - 12 Е. П. БО РИС КИ НА, М. Ю. ТКА ЧЕН КО, А. В. ШЕС ТО ПА ЛО ВА плек со об ра зо ва нии об оих ме ха низ мов узна ва ния – пря мо го и не пря мо го [2, 13, 18, 34]. Кон крет ные ком плек сы име ют раз лич ную спе - ци фич ность свя зы ва ния, за ви ся щую от ре а ли за ции ли бо од но го из опи сан ных вы ше ме ха низ мов, ли бо от об оих од но вре мен но, что сви де т ельству ет о мно - го об ра зии си ту а ций при фор ми ро ва нии ком плек - сов ДНК с бел ка ми, вы пол ня ю щи ми как раз лич ные, так и сход ные функ ции [13, 14, 18, 110]. На осно ве про ве ден но го ана ли за ли те ра ту ры мож но сде лать не ко то рые об об ще ния. Спе ци фич ность свя зы ва ния опре де ля ет ся узна - ва ни ем осно ва ний (пря мой ме ха низм) или струк ту - ры кон крет ной по сле до ва тель нос ти ДНК (не пря - мой ме ха низм). Пря мой ме ха низм пред по ла га ет вы со кое сте- ре о хи ми чес кое со от ве тствие опре де лен ных по сле - дова тель нос тей ДНК мес там кон так тов на по верх- нос ти бел ко вых мо ле кул и воз мож ность об ра зо ва - ния спе ци фич ных H-свя зей с сик венс-спе ци фич ны - ми ато ма ми осно ва ний, пре и му щес твен но на прав- лен ных в боль шой же ло бок. Неп ря мой ме ха низм осно ван на струк тур ной адап та ции по сле до ва тель - нос тей ДНК в сай тах свя зы ва ния. В этом слу чае учас ток ДНК рас поз на ет ся или по его не ка но ни чес - кой струк ту ре, су щес тву ю щей в сво бодной ДНК, или по спо соб нос ти ДНК к де фор ма ции и/или пе ре - хо ду в аль тер на тив ную кон фор ма цию, ко то рые яв - ля ют ся функ ци ей по сле до ва тель нос ти. Основ ные па ра мет ры, при ме ня е мые для ко ли - чес твен но го опи са ния пря мо го ме ха низ ма, – это от - ли чия в энер ги ях свя зы ва ния бел ка с раз лич ны ми по сле до ва тель нос тя ми; для не пря мо го – от ли чия в энер гиях де фор ма ции кон крет ных учас тков ДНК. Лю бой бе лок при вза и мо де йствии со «сво ей» по сле до ва тель нос тью ис поль зу ет ком би на цию ме - ха низ мов, вкла ды ко то рых су щес твен но от ли ча ют - ся как для раз лич ных се мейств ДНК-свя зы ва ю щих бел ков, так и в рам ках од но го се ме йства. Спо соб ность от дель ных фраг мен тов ДНК к свя- зы ванию с функ ци о наль ны ми груп па ми бел ков об - услов ле на за ви си мым от по сле до ва тель нос ти про - стра нствен ным и энер ге ти чес ким «ко дом», опре де - ля е мым воз мож нос тью кон крет но го фраг мен та ДНК учас тво вать в спе ци фич ных вза и мо де йстви ях и/или де фор ми ро вать ся. Де таль ное опи са ние зави - си мос ти струк ту ры от по сле до ва тель нос ти ДНК и опре де ле ние со от но ше ния внут рен них (кон фор ма - ци он ные пе ре строй ки ДНК) и внеш них (де фор ма - ция ДНК при свя зы ва нии) фак то ров, вли я ю щих на фор ми ро ва ние ком плек сов, не об хо ди мо для по ни - ма ния спе ци фич нос ти бел ко во-нук ле и но вых вза и - мо де йствий и тре бу ет даль ней ших ис сле до ва ний. В на сто я щее вре мя возросли воз мож нос ти ана - ли за струк тур ком плек сов [111], что по зво лит более по лно оха рак те ри зо вать фи зи ко-хи ми чес кие осно - вы спе ци фич нос ти бел ко во-нук ле и но во го ком плек - со об ра зо ва ния. O. P. Boryskina, M. Yu. Tkachenko, A. V. Shestopalova Рrotein-DNA complexes: specificity and DNA readout mechanisms O. Ya. Usikov Institute for Radio Physics and Electronics NAS of Ukraine 12, Akademika Proskury Str., Kharkiv, Ukraine, 61085 Summary Protein-nucleic acid recognition is essential in a number of cellular processes, in particular, gene regulation, DNA replication and compaction. Studies on the recognition mechanisms show that DNA sequence carries information which is read out by proteins that selectively bind to specific DNA sites. The review is focused on the processes taking place during formation of specific and nonspecific complexes of proteins and DNA. Special attention is paid to direct and indirect mechanisms of sequence-specific recognition. Several examples of protein-nucleic acid complexes are given to illustrate the variety of recognition mechanisms. Keywords: protein-nucleic acid complexes, specificity of pro- tein-nucleic acid interaction, mechanisms of direct and indirect readout. О. П. Бо рискіна, М. Ю. Тка чен ко, Г. В. Шес то па ло ва Ком плек си білки–ДНК: спе цифічність і ме ханізми впізна ван ня Ре зю ме Білко во-нук леї но ве впізна ван ня – важ ли вий ас пект ре гу ляції експресії генів, реплікації ДНК та її ком пак ти зації. Ре зуль та - ти вив чен ня ме ханізмів упізна ван ня по ка зу ють, що послідов- ність нук ле о тидів ДНК зчи тується ре гу ля тор ни ми білка ми і надає їм мож ли вості се лек тив но зв’я зу ва ти ся з пев ни ми ділян - ка ми ДНК. В огляді роз гля ну то про це си, які відбу ва ють ся за спе цифічно го та не спе цифічно го білко во-нук леї но во го комп- лек соутво рен ня. Основ ну ува гу приділено пря мо му та не пря мо - му ме ханізмам сик венс-спе цифічно го впізна ван ня. На ве де но прикла ди ком плексів, які де мо нстру ють різно манітність спо - собів білко во-нук леї но во го впізна ван ня. Клю чові сло ва: типи білко во-нук леї но во го ком плек со ут во - рен ня, спе цифічність білко во-нук леї но вих взаємодій, ме ханіз- ми пря мо го та не пря мо го впізна ван ня. 13 КОМ ПЛЕК СЫ БЕЛ КИ–ДНК: СПЕ ЦИ ФИЧ НОСТЬ И МЕ ХА НИЗ МЫ УЗНА ВА НИЯ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1.von Hippel P. H. Proteine-DNA recognition: new perspectives and underlying themes // Science. –1994.–263, N 5148.– P. 769–770. 2. Murphy F., Churchill M. Nonsequence-specific DNA recog- nition: a structural perspective // Structure.–2000.–8, N 4.– Р. R83–R89. 3. Luger K., Mader A., Richmond R., Sargent D., Richmond T. Crystal structure of the nucleosome core particle at 2.8 C resolution // Nature.–1997.–389, N 6648.–P. 251–260. 4. Yeh C., Chen F., Wang J., Cheng T., Hwang M., Tzou W. Di- rectional shape complementarity at the proteine-DNA inter- face // J. Mol. Recognit.–2003.–16, N 4.–Р. 213–222. 5. Benos P., Lapedes A., Stormo G. Is there a code for protein- DNA recognition? Probab(ilistical)ly... // Bioessays.–2002.– 24, N 5.–Р. 466–475. 6. Rhodes D., Schwabe J. W., Chapman L., Fairall L. Towards an understanding of protein-DNA recognition // Phil. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci.–1996.–351, N 1339.–P. 501–509. 7. Oda M., Nakamura H. Thermodynamic and kinetic analyses for understanding sequence-specific DNA recognition // Ge- nes Cells.–2000.–5, N 5.–P. 319–326. 8. Privalov P. L. Thermodynamic problems in structural mole- cular biology // Pure Appl. Chem.–2007.–79, N 8.–Р. 1445– 1462. 9. Jen-Jacobson L., Engler L., Ames J., Kurpiewski M., Grigo- rescu A. Thermodynamic parameters of specific and nonspe- cific protein-DNA binding // Supramol. Chem.–2000.–12, N 2.–Р. 143–160. 10. Spolar R. S., Record M. T. Jr. Coupling of local folding to si- te-specific binding of proteins to DNA // Science.–1994.– 263, N 5148.–Р. 777–784. 11. Liu Ch. C., Richard A. J., Datta K., LiCata V. J. Prevalence of temperature-dependent heat capacity changes in protein- DNA interactions // Biophys. J.–2008.–94, N 8.–Р. 3258– 3265. 12. Kalodimos C. G., Biris N., Bonvin A. M., Levandoski M. M., Guennuegues M., Boelens R., Kaptein R. Structure and flexi- bility adaptation in nonspecific and specific protein-DNA complexes // Science.–2004.–305, N 5682.–P. 386–389. 13. Rohs R., Jin X., West S., Joshi R., Honig B., Mann R. Origins of specificity in protein-DNA recognition // Annu. Rev. Bio- chem.–2010.–79.–P. 233–269. 14. Luscombe N. M., Austin S. E., Berman H. M., Thornton J. M. An overview of the structures of protein-DNA complexes // Genome Biol.–2000.–1, N 1.– r001.1–r001.10. 15. Garvie C. W., Wolberger C. Recognition of specific DNA se- quences // Mol. Cell.–2001.–8, N 5.–P. 937–946. 16. Krishna S. S., Majumdar I., Grishin N. V. Structural classifi- cation of zinc fingers: survey and summary // Nucl. Acids Res.–2003.–31, N 2.–P. 532–550. 17. Pingoud A., Fuxreiter M., Pingoud V., Wende W. Type II res- triction endonucleases: structure and mechanism // Cell. Mol. Life Sci.–2005.–62, N 6.–P. 685–707. 18. Contreras-Moreira B., Sancho J., Angarica V. E. Compari- son of DNA binding across protein superfamilies // Proteins.– 2010.–78, N 1.–Р. 52–62. 19. Olson W. K., Gorin A. A., Lu X. J., Hock L. M., Zhurkin V. B. DNA sequence-dependent deformability deduced from prote- in-DNA crystal complexes // Proc. Natl Acad. Sci. USA.– 1998.–95, N 19.–P. 11163–11168. 20. Jones S., van Heyningen P., Berman H. M., Thornton J. M. Protein-DNA interactions: a structural analysis // J. Mol. Biol.–1999.–287, N 5.–P. 877–896. 21. Koudelka G. B., Mauro S. A., Ciubotaru M. Indirect readout of DNA sequence by proteins: the roles of DNA sequence-de- pendent intrinsic and extrinsic forces // Prog. Nucl. Acids Res. Mol. Biol.–2006.–81, N 1.–P. 143–177. 22. Locasale J. W., Napoli A. A., Chen S., Berman H. M., Lawson C. L. Signatures of protein-DNA recognition in free DNA binding sites // J. Mol. Biol.–2009.–386, N 4.–P. 1054–1065. 23. Ladbury J. E., Wright J. G., Sturtevant J. M., Sigler P. B. A thermodynamic study of the Trp repressor-operator interac- tion // J. Mol. Biol.–1994.–238, N 5.–Р. 669–681. 24. Seeman N. C., Rosenberg J. M., Rich A. Sequence-specific re- cognition of double helical nucleic acids by proteins // Proc. Natl Acad. Sci. USA.–1976.–73, N 3.–P. 804–808. 25. Gromiha M., Siebers J. G., Selvaraj S., Kono H., Sarai A. In- termolecular and intramolecular readout mechanisms in pro- tein-DNA recognition // J. Mol. Biol.–2004.–337, N 2.– P. 285–294. 26. Sarai A., Kono H. Protein-DNA recognition patterns and pre- dictions // Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct.–2005.–34.– P. 379–398. 27. Matthews B. W. Protein-DNA interaction. No code for recog- nition // Nature.–1988.–335, N 6188.–Р. 294–295. 28. Coulocheri S. A., Pigis D. G., Papavassiliou K. A., Papavas- siliou A. G. Hydrogen bonds in protein-DNA complexes: where geometry meets plasticity // Biochimie.–2007.–89, N 11.–P. 1291–1303. 29. Aeling K., Opel M., Steffen N., Tretyachenko-Ladokhina V., Hatfield G., Lathrop R., Senear D. Indirect recognition in se- quence-specific DNA binding by E. coli integration host fac- tor: the role of DNA deformation energy // J. Biol. Chem.– 2006.–281, N 51.–P. 39236–39248. 30. Paillard G., Lavery R. Analyzing protein-DNA recognition mechanisms // Structure.–2004.–12, N 1.–P. 113–122. 31. Ohndorf U. M., Rould M. A., He Q., Pabo C. O., Lippard S. J. Basis for recognition of cisplatin-modified DNA by high- mobility-group proteins // Nature.–1999.–399, N 6737.– Р. 708–712. 32. Grosschedl R., Giese K., Pagel J. HMG domain proteins: ar- chitectural elements in the assembly of nucleoprotein structu- res // Trends Genet.–1994.–10, N 3.–P. 94–100. 33. Bewley C. A., Gronenborn A. M., Clore G. M. Minor groove- binding architectural proteins: structure, function, and DNA recognition // Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct.–1998.– 27.–Р. 105–131. 34. Rohs R., West S. M., Sosinsky A., Liu P., Mann R. S., Honig B. The role of DNA shape in protein-DNA recognition // Natu- re.–2009.–461, N 7268.–P. 1248–1253. 35. Kopka M. L., Lavelle L., Han G. W., Ng H. L., Dickerson R. E. An unusual sugar conformation in the structure of an RNA/ DNA decamer of the polypurine tract may affect recognition by RNase H // J. Mol. Biol.–2003.–334, N 4.–Р. 653–665. 36. Zhang Y., Xi Z., Hegde R. S., Shakked Z., Crothers D. M. Pre- dicting indirect readout effects in protein-DNA interactions // Proc. Natl Acad. Sci. USA.–2004.–101, N 22.–P. 8337–8341. 37. Watkins D., Mohan S., Koudelka G. B., Williams L. D. Sequ- ence recognition of DNA by protein-induced conformational transitions // J. Mol. Biol.–2010.–396, N 4.–P. 1145–1164. 38. Otwinowski Z., Schevitz R. W., Zhang R. G., Lawson C. L., Joachimiak A., Marmorstein R. Q., Luisi B. F., Sigler P. B. Crystal structure of trp repressor/operator complex at atomic resolution // Nature.–1988.–335, N 6188.–Р. 321–329. 39. Gowers D. M., Wilson G. G., Halford S. E. Measurement of the contributions of 1D and 3D pathways to the translocation of a protein along DNA // Proc. Natl Acad. Sci. USA.–2005.– 102, N 44.–P. 15883–15888. 14 Е. П. БО РИС КИ НА, М. Ю. ТКА ЧЕН КО, А. В. ШЕС ТО ПА ЛО ВА 40. Hu T., Grosberg A. Y., Shklovskii B. I. How proteins search for their specific sites on DNA: the role of DNA conformation // Biophys. J.–2006.–90, N 8.–P. 2731–2744. 41. Ferreiro D. U., Sanchez I. E., de Prat Gay G. Transition state for protein-DNA recognition // Proc. Natl Acad. Sci. USA.– 2008.–105, N 31.–P. 10797–10802. 42. Halford S. E. An end to 40 years of mistakes in DNA-protein association kinetics? // Biochem. Soc. Trans.–2009.–37, pt 2.–P. 343–348. 43. Lejeune D., Delsaux N., Charloteaux B., Thomas A., Bras- seur R. Protein-nucleic acid recognition: statistical analysis of atomic interactions and influence of DNA structure // Proteins.–2005.–61, N 2.–P. 258–271. 44. Buck M., Karplus M. Hydrogen bond energetics: a simulation and statistical analysis of N-methyl acetamide (NMA), water, and human lysozyme // J. Phys. Chem. B.–2001.–105, N 44.– Р. 11000–11015. 45. Luscombe N. M., Lascowski R. A., Thornton J. M. Amino acid-base interactions: a three-dimensional analysis of pro- tein-DNA interactions at an atomic level // Nucl. Acids Res.– 2001.–29, N 13.–P. 2860–2874. 46. Mandel-Gutfreund Y., Schueler O., Margalit H. Comprehen- sive analysis of hydrogen bonds in regulatory protein DNA- complexes: in search of common principles // J. Mol. Biol.– 1995.–253, N 2.–Р. 370–382. 47. Suzuki M. A framework for the DNA-protein recognition code of the probe helix in transcription factors: the chemical and stereochemical rules // Structure.–1994.–2, N 4.– Р. 317–326. 48. Mandel-Gutfreund Y., Margalit H., Jernigan R. L., Zhurkin V. B. A role for CH...O interactions in protein-DNA recog- nition // J. Mol. Biol.–1998.–277, N 5.–P. 1129–1140. 49. Mandel-Gutfreund Y., Margalit H. Quantitative parameters for amino acid-base interaction: implications for prediction of protein-DNA binding sites // Nucl. Acids Res.–1998.–26, N 10.–Р. 2306–2312. 50. Treger M., Westhof E. Statistical analysis of atomic contacts at RNA-protein interfaces // J. Mol. Recognit.–2001.–14, N 4.–P. 199–214. 51. Biot C., Wintjens R., Rooman M. Stair motifs at protein-DNA interfaces: nonadditivity of H-bond, stacking, and cation-π- interactions // J. Am. Chem. Soc.–2004.–126, N 20.–P. 6220– 6221. 52. Rooman M., Lievin J., Buisine E., Wintjens R. Cation-π/H- bond stair motifs at protein-DNA interfaces // J. Mol. Biol.– 2002.–319, N 1.–P. 67–76. 53. Tolstorukov M. Y., Jernigan R. L., Zhurkin V. B. Protein- DNA hydrophobic recognition in the minor groove is faci- litated by sugar switching // J. Mol. Biol.–2004.–337, N 1.– Р. 65–76. 54. Zhang Z., Gong Y., Guo L., Jiang T., Huang L. Structural in- sights into the interaction of the crenarchaeal chromatin pro- tein Cren7 with DNA // Mol. Microbiol.–2010.–76, N 3.– P. 749–759. 55. Drozdov-Tikhomirov L. N., Linde D. M., Poroikov V. V., Ale- xandrov A. A., Skurida G. I. Molecular mechanisms of pro- tein-protein recognition: whether the surface placed charged residues determine the recognition process // J. Biomol. Struct. Dyn.–2001.–19, N 2.–P. 279–284. 56. Norberg J. Association of protein-DNA recognition comple- xes: electrostatic and nonelectrostatic effects // Arch. Bio- chem. Biophys.–2003.–410, N 1.–P. 48–68. 57. Gurlie R., Duong T. H., Zakrzewska K. The role of DNA-pro- tein salt bridges in molecular recognition: a model study // Biopolymers.–1999.–49, N 4.–P. 313–327. 58. Saecker R. M., Record M. T. Jr. Protein surface salt bridges and paths for DNA wrapping // Curr. Opin. Struct. Biol.– 2002.–12, N 3.–P. 311–319. 59. Torrado M., Revuelta J., Gonzalez C., Corzana F., Bastida A., Asensio J. L. Role of conserved salt bridges in homeodo- main stability and DNA binding // J. Biol. Chem.–2009.–284, N 35.–P. 23765–23779. 60. Spyrakis F., Cozzini P., Bertoli C., Marabotti A., Kellogg G., Mozzarelli A. Energetics of the protein-DNA-water interac- tion // BMC Struct. Biol.–2007.–7.–P. 4–21. 61. Giese K., Amsterdam A., Grosschedl R. DNA-binding pro- perties of the HMG-domain of the lymphoid-specific trans- criptional regulator LEF-1 // Genes Dev.–1991.–5, N 12B.– P. 2567–2578. 62. Watkins D., Hsiao C., Woods K. K., Koudelka G. B., Williams L. D. P22 c2 repressor-operator complex: mechanisms of di- rect and indirect readout // Biochemistry.–2008.–47, N 8.– P. 2325–2338. 63. Becker N. B., Wolff L., Everaers R. Indirect readout: detecti- on of optimized subsequences and calculation of relative binding affinities using different DNA elastic potentials // Nucl. Acids Res.–2006.–34, N 19.–P. 5638–5649. 64. Hud N. V., Plavec J. A unified model for the origin of DNA sequence-directed curvature // Biopolymers.–2003.–69, N 1.–Р. 144–158. 65. Hays F. A., Teegarden A., Jones Z. J., Harms M., Raup D., Watson J., Cavaliere E., Ho P. S. How sequence defines structure: a crystallographic map of DNA structure and con- formation // Proc. Natl Acad. Sci. USA.–2005.–102, N 20.– P. 7157–7162. 66. Svozil D., Kalina J., Omelka M., Schneider B. DNA confor- mations and their sequence preferences // Nucl. Acids Res.– 2008.–36, N 11.–P. 3690–3706. 67. Boryskina O. P., Tkachenko M. Yu., Shestopalova A. V. Variability of DNA structure and protein-nucleic acid reconginition // Biopolym. Cell.–2010.–26, N 5.–P. 360–372. 68. Vargason J. M., Henderson K., Ho P. S. A crystallographic map of the transition from B-DNA to A-DNA // Proc. Natl Acad. Sci. USA.–2001.–98, N 13.–P. 7265–7270. 69. Dickerson R. E., Ng H. L. DNA structure from A to B // Proc. Natl Acad. Sci. USA.–2001.–98, N 13.–Р. 6986–6988. 70. Wu L., Koudelka G. B. Sequence-dependent differences in DNA structure influence the affinity of P22 operator for P22 repressor // J. Biol. Chem.–1993.–268, N 25.–P. 18975–18981. 71. Weston S. A., Lahm A., Suck D. X-ray structure of the DNase I-d(GGTATACC)2 complex at 2.3 C resolution // J. Mol. Biol.–1992.–226, N 4.–P. 1237–1256. 72. Heinemann U., Alings C., Bansal M. Double helix conforma- tion, groove dimensions and ligand binding potential of a G/C stretch in B-DNA // EMBO J.–1992.–11, N 5.–P. 1931–1939. 73. Wahl M. C., Sundaralingam M. Crystal structures of A-DNA duplexes // Biopolymers.–1997.–44, N 1.–P. 45–63. 74. Samanta S., Chakrabarti J., Bhattacharya D. Changes in thermodynamic properties of DNA base pairs in protein- DNA recognition // J. Biomol. Struct. Dyn.–2010.–27, N 4.– P. 429–442. 75. Arnott S., Hukins D. W. Optimised parameters for A-DNA and B-DNA // Biochem. Biophys. Res. Communs.–1972.–47, N 6.–P. 1504–1509. 76. Woods K. K., Lan T., McLaughlin L. W., Williams L. D. The role of minor groove functional groups in DNA hydration // Nucl. Acids Res.–2003.–31, N 5.–P. 1536–1540. 77. Haran T. E., Mohanty U. The unique structure of A-tracts and intrinsic DNA bending // Q. Rev. Biophys.–2009.–42, N 1.– P. 41–81. 15 КОМ ПЛЕК СЫ БЕЛ КИ–ДНК: СПЕ ЦИ ФИЧ НОСТЬ И МЕ ХА НИЗ МЫ УЗНА ВА НИЯ 78. Perez-Martin J., Rojo F., de Lorenzo V. Promoters responsi- ve to DNA bending: a common theme in prokaryotic gene expression // Microbiol. Rev.–1994.–58, N 2.–P. 268–290. 79. Hagerman P. J. Sequence-directed curvature of DNA // An- nu. Rev. Biochem.–1990.–59.–P. 755–781. 80. Gimenes F., Takeda K. I., Fiorini A., Gouveia F. S., Fernan- dez M. A. Intrinsically bent DNA in replication origins and gene promoters // Genet. Mol. Res.–2008.–7, N 2.–P. 549– 558. 81. Olson W. K., Bansal M., Burley S. K., Dickerson R. E., Ger- stein M., Harvey S. C., Heinemann U., Lu X. J., Neidle S., Shakked Z., Sklenar H., Suzuki M., Tung C. S., Westhof E., Wolberger C., Berman H. M. A standard reference frame for the description of nucleic acid base-pair geometry // J. Mol. Biol.–2001.–313, N 1.–P. 229–237. 82. Lankas F., Sponer J., Langowski J., Cheatham T. E. 3rd. DNA basepair step deformability inferred from molecular dy- namics simulations // Biophys. J.–2003.–85, N 5.–P. 2872– 2883. 83. Fujii S., Kono H., Takenaka S., Go N., Sarai A. Sequence- dependent DNA deformability studied using molecular dyna- mics simulations // Nucl. Acids Res.–2007.–35, N 18.– P. 6063–6074. 84. Beveridge D. L., Barreiro G., Byun K. S., Case D. A., Chea- tham T. E. 3rd, Dixi S. B., Giudice E., Lankas F., Lavery R., Maddocks J. H., Osman R., Seibert E., Sklenar H., Stoll G., Thayer K. M., Varnai P., Young M. A. Molecular dynamics simulations of the 136 unique tetranucleotide sequences of DNA oligonucleotides. I. Research design and results on d(CpG) steps // Biophys. J.–2004.–87, N 6.–P. 3799–3813. 85. Chen Y., Kortemme T., Robertson T., Baker D., Varani G. A new hydrogen-bonding potential for the design of protein- RNA interactions predicts specific contacts and discriminates decoys // Nucl. Acids Res.–2004.–32, N 17.–P. 5147–5162. 86. Lavery R. Recognizing DNA // Q. Rev. Biophys.–2005.–38, N 4.–Р. 339–344. 87. Temiz N. A., Camacho C. J. Experimentally based contact energies decode interactions responsible for protein-DNA affinity and the role of molecular waters at the binding inter- face // Nucl. Acids Res.–2009.–37, N 12.–P. 4076–4088. 88. Lu X., Olson W. K. 3DNA: a software package for the ana- lysis, rebuilding and visualization of three-dimensional nuc- leic acid structures // Nucl. Acids Res.–2003.–31, N 17.– P. 5108–5121. 89. Elrod-Erickson M., Rould M. A., Nekludova L., Pabo C. O. Zif268 protein-DNA complex refined at 1.6 C: a model sys- tem for understanding zinc finger-DNA interactions // Struc- ture.–1996.–4, N 10.–Р. 1171–1180. 90. Gamsjaeger R., Liew C. K., Loughlin F. E., Crossley M., Ma- ckay J. P. Sticky fingers: zinc-fingers as protein-recognition motifs // Trends Biochem. Sci.–2007.–32, N 2.–Р. 63–70. 91. Haran T. E., Joachimiak A., Sigler P. B. The DNA target of the trp repressor // EMBO J.–1992.–11, N 8.–P. 3021–3030. 92. Wellenzohn B., Flader W., Winger R. H., Hallbrucker A., Mayer E., Liedl K. R. Indirect readout of the trp-repressor- operator complex by B-DNA’s backbone сonformation tran- sitions // Biochemistry.–2002.–41, N 12.–Р. 4088–4095. 93. Locasale J. W., Napoli A. A., Chen S., Berman H. M., Lawson C. L. Signatures of protein-DNA recognition in free DNA binding sites // J. Mol. Biol.–2009.–386, N 4.–P. 1054–1065. 94. Little E. J., Babic A. C., Horton N. C. Early interrogation and recognition of DNA sequence by indirect readout // Struc- ture.–2008.–16, N 12.–P. 1828–1837. 95. Jurica M. S., Stoddart B. L. Homing endonucleases: structu- re, function and evolution // Cell Mol. Life Sci.–1999.–55, N 10.–P. 1304–1326. 96. Sidorova N. Y., Rau D. C. Differences in water release for the binding of EcoRI to specific and nonspecific DNA sequences // Proc. Natl Acad. Sci. USA.–1996.–93, N 22.–Р. 12272– 12277. 97. Jayaram B., Jain T. The role of water in protein-DNA recog- nition // Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct.–2004.–33.– P. 343–361. 98. Viadiu H., Aggarwal A. K. The role of metals in catalysis by the restriction endonuclease BamHI // Nat. Struct. Biol.– 1998.–5, N 10.–Р. 910–916. 99. Selvaraj S., Kono H., Sarai A. Specificity of protein-DNA re- cognition revealed by structure-based potentials: symmetric/ asymmetric and cognate/non-cognate binding // J. Mol. Biol.–2002.–322, N 5.–Р. 907–915. 100. Richmond T. J., Davey C. A. The structure of DNA in the nuc- leosome core // Nature.–2003.–423, N 6936.–Р. 145–150. 101. Davey C. A., Sargent D. F., Luger K., Maeder A. W., Rich- mond T. J. Solvent mediated interactions in the structure of the nucleosome core particle at 1.9 C resolution // J. Mol. Biol.–2002.–319, N 5.–Р. 1097–1113. 102. Tolstorukov M. Y., Colasanti A. V., McCandlish D. M., Olson W. K., Zhurkin V. B. A novel roll-and-slide mechanism of DNA folding in chromatin: implications for nucleosome positioning // J. Mol. Biol.–2007.–371, N 3.–P. 725–738. 103. Ong M. S., Richmond T. J., Davey C. A. DNA stretching and extreme kinking in the nucleosome core // J. Mol. Biol.– 2007.–368, N 4.–P. 1067–1074. 104. Lundback T., Hansson H., Knapp S., Ladenstein R., Hard T. Thermodynamic characterization of non-sequence-specific DNA-binding by the Sso7d protein from Sulfolobus solfa- taricus // J. Mol. Biol.–1998.–276, N 4.–Р. 775–786. 105. McAfee J. G., Edmondson S. P., Zegar I., Shriver J. W. Equi- librium DNA binding of Sac7d protein from the hyperther- mophile Sulfolobus acidocaldarius: fluorescence and cir- cular dichroism studies // Biochemistry.–1996.–35, N 13.– P. 4034–4045. 106. Dunham S. U., Lippard S. J. DNA sequence context and pro- tein composition modulate HMG-domain protein recognition of cisplatin-modified DNA // Biochemistry.–1997.–36, N 38.–P. 11428–11436. 107. Imamura T., Izumi H., Nagatani G., Ise T., Nomoto M., Iwa- moto Y., Kohno K. Interaction with p53 enhances binding of cisplatin-modified DNA by high mobility group 1 protein // J. Biol. Chem.–2001.–276, N 10.–P. 7534–7540. 108. Wozniak K., Blasiak J. Recognition and repair of DNA-cis- platin adducts // Acta Biochim. Pol.–2002.–49, N 3.–P. 583– 596. 109. Waldmann T., Baack M., Richter N., Gruss C. Structure-spe- cific binding of the proto-oncogene protein DEK to DNA // Nucl. Acids Res.–2003.–31, N 23.–P. 7003–7010. 110. Ashworth J., Baker D. Assessment of the optimization of affi- nity and specificity at protein–DNA interfaces // Nucl. Acids Res.–2009.–37, N 10.–e73. 111. Tkachenko M. Y., Boryskina O. P., Shestopalova A. V., Tol- storukov M. Y. ProtNA-ASA: Protein-nucleic acid structural database with information on accessible surface area // Int. J. Quant. Chem.–2010.–110, N 1.–P. 230–232. UDC 577.323.5 Received 28.05.10 16 Е. П. БО РИС КИ НА, М. Ю. ТКА ЧЕН КО, А. В. ШЕС ТО ПА ЛО ВА Figures to article by O. P. Boryskina, M. Yu. Tkachenko, A. V. Shestopalova ISSN 0233-7657. Biopolymers and Cell. 2011. Vol. 27. N 1 Met11 а б Asn34 Arg82 Asn8 Asn8 Lys86 Tyr76 Ser30 Ser30 Lys86 Tyr76 в Рис. 2. Струк ту ра ком плек са ДНК с транс крип ци он ным фак то ром LEF-1 (PDB-ин декс 2LEF): а – об щий вид ком плек са; б – Met11 бел ка спе ци фич но встро ен в шаг АА; в – спе ци фич ные H-свя зи меж ду ами но кис ло та ми и осно ва ни я ми (пун ктир) в сай те свя зы ва ния а б Рис. 3. Струк ту ры ком плек сов ДНК с ДНКа зой I (PDB-индекс 1DNK) (a) и бел ком Zif268 (PDB- ин декс 1AAY) (б) Участки прямого узнавания ДНК Участок непрямого узнавания ДНК 5' 5' 5' 3' 3' 5' 3' 3'а б Рис. 4. Струк ту ры ком плек сов ДНК с реп рес со ром trp (PDB- ин декс 1TRO, вы де ле ны нук ле - о ти ды, об ра зу ю щие H-свя зи с бел ком) (а) и реп рес со ром бак - те ри о фа га P22 (б) а б Рис. 5. Струк ту ры ком плек сов эн до нук ле а за BamHI–ДНК с не - спе ци фич ным (а) и спе ци фич - ным сай та ми ДНК (б) Figures to article by S. L. Yefimova et al. ISSN 0233-7657. Biopolymers and Cell. 2011. Vol. 27. N 1 a b c d e f Fig. 4. Fluorescence images (original magnification ×100) of rat hepatocytes incubated with FRET liposomes during different time periods: a – 0 min; b – 1 h; c – 2 h; d – 3 h; e – 20 h (excitation with BP 460–490 filter); f – 20 h (excitation with BP 510–550 filter) 1,5 3,5 0 0,5 2,5 4,5 5,5 6,5 N' N αN' αN αN N N’ N N C' C αC C C C α3 α2 α1 α1 α2 α3L1 L1 L2 L2 Tyr39 Asp48 Ser53 Thr76 Lys74 T A G G C а б Рис. 6. Струк ту ра нук ле о со мы (PDB-ин декс 1KX5, сай ты вза и мо де йствия ДНК и гис то нов об озна че ны циф ра ми) (а) и сайт свя зы - ва ния ДНК (сайт 5,5, вы де ле ны мо ле ку лы воды, за ни ма ю щие мос ти ко вые по ло же ния меж ду до нор но-ак цеп тор ны ми груп па ми гис то но во го ди ме ра и са ха ро фос фат ным осто вом ДНК) (б)

Схожі ресурси