DNA-proteinové komplexy Komplexy spojené s transkripcí (až 5% genomu) Komplexy spojené s duplikací genomu Komplexy podílející se na opravě genomu Chromatinové strukturní komplexy G E N O M Home f. NPÍDB - ^äfe™™^C),9tabase of structures of nucleic acid - protein complexes Home Browse f Download f_Help f About Lfs Search Search | PDB: 1 Search 1 GPDB ■■"■Pfam O SCOP O GO terms OFuzznuc Obl -AST NPIDB The resource NPIDB (Nucleic acid - Protein Interaction DataBase) includes a collection of files in the PDB format containing structural information on DNA-protein and RNA-protein complexes, and a number of online tools for analysis of the complexes The tools are an original program CluD for analysis of hydrophobic clusters on interfaces, program for detecting potential hydrogen bonds and water bridges, visualization of structures with Jmol. Information on SCOP and Pfam domains detected in protein chains is presented. Reference: Kirsanov et al. NPIDB: nucleic acid-protein interaction database. Nucleic Acid Research, Volume 41 Issue D1 D517-D523 (January 2013) List of complexes □ Structures of protein-nucleic acid complexes are extracted from Protein Data Bank (PDB) as files in the PDB format. As of 27.11.2013 there are 4482 structures. Each individual complex has its own web page, containing general information, links to other resources (e.g , PDBsum and BIPA), a table describing biological units or models, tables describing Pfam and SCOP domains in protein chains, and the list of available actions (including Jmol visualization http://npidb.belozersky.msu.ru/ 2500 struktur v PDB (v roce 2014) Komplexy spojené s transkripcí DNA-vazebné motivy specifických transkripčních faktoru (enhanceosom) Obecné TFII komplexy a proces transkripce transcription factors of eukaryotic cells 1 Activator proteins bind to pieces of DMA called enhancers. Their binding causes the DNA to bend, bringing them near a gene promoter, even though they may be thousands of base pairs away. Enhancers note Ths dar/am smprf rhes the DNA greatly - promoter enhancer^ and imdaaorscanbedaa^Of even hundred* d bete pars long Activator proteins Other transcription factor proteins koaktivátory/korepresory (protein-proteinové interkce) 2 Other transcription factor proteins join the activator proteins, forming a protein complex which binds to the gene promoter. Methyl groups 4 An insulator can stop the enhancers from binding to the promoter, if a protein called CTCF (named for the sequence CCCTC which oco in all insulators) binds to it 3 This protein complex makes it easier for RN A polymerase to attach to the promoter and start transcribing a gene. RNA polymerase CTCF' (CCCTC-bnding factor) 5 Methylabon, the addition of a methyl group to the C nucleotides, prevents CTCF from attaching to the insulator, turning it off, allowing the enhancers to bind to the promoter. Enhanceosom Tvarová a nábojová specifita DNA determinuje typy DNA- vazebnvch domén (ooroti velké rozmanitosti orotein-proteinových Guanine Cytosine Adenine Thymine - proteiny interagují s cukrfosfátovou kostrou (fosfát) nebo přes žlábky s bázemi (vod. vazba, tvar šroubovice) - Interakce sekvenčně nespecifické (kostra - histony; strukturně specifické - H MG proteiny) nebo sekvenčně specifické (kostra+žlábky -kombinace: BglU (AGATCT) a BamH\ (GGATCC) kontaktují stejné báze a „shape readouť „ČtOU" zakřivení Okolní DNA ...) zakřivení kostry souvisí se sekvencí B-DNA CD CO o CD -t—' (fi O j_ O _^ 0 major groove minor groove A-DNA (GC) major groove minor groove f B-DNA (GC) 9 B-DNA (AT) ]concave I convex z-dna(gc) + triplex, kvádru plex I negative 1 potential neutral positive potential „shape readouť zakřivení kostry - souvisí se sekvencí a prostředím Rohs etal-Annu Rev Bioch-2010 Vazba DNA-protein může indukovat změny Bend Kink 1jj4 (... např. histony) 2kei) Lac represor (Leu do malého žlábku) - vazba proteinu může indukovat změny ve struktuře DNA - vazba DNA na protein často indukuje změny v jeho struktuře - případně u nestrukturovaných proteinů strukturu indukuje (c-Jun/c-Fos = šroubovice až po navázání dimeru na DNA) Vazba proteinů s DNA prostřednictvím soln£^yriústků • fosfáty mohou interagovat s Arg a Lys - solné můstky/salt bridges (pozitivní náboje Arg a Lys vytváří vazbu s negativním nábojem fosfátové skupiny) • Elektrostatický náboj/povrch naznačuje vazebné schopnosti proteinu Tuhle 2. The simplified relative charge set defined from CHARMM (10) used in the calculation of the electrostatic potential of atoms in the DNA-binding proteins Atom type (PDB entry t Residue Relative charge NZ Lys 1.00 NH1 Arg 0.50 NH2 Arg 0.50 OH1 Glu -0.50 OH2 Glu -0.50 OD1 Asp -0.50 OD2 Asp -0.50 OXT All residues -1.00 N All residues -0.10 CA All residues 0.10 C All residues 0.55 O All residues -0.55 (a) Gajiwala & Burley, COiSB, 2000 Major groove Major groove Minor groove Minor groove sekvenčně-specifický protein kontaktuje báze („direcť readout) - skrze velký nebo malý žlábek - velký žlábek je lépe přístupný - vodíkové vazby (donor vs akceptor elektronu) - \ rN"H"""" WS N—i )=N ť < X......H-N H U \ V H C. " H-N m h ^ rpajor groove H-N N-/g N-HIIHIIIN c W \|-HIIM# f^/nor groove ^'nor groov® Jak odliší protein různé páry bazí? "base readout" Pozice donor vs akceptor + metyl skupina Metylace Ade (C6nh2) u bakterií změna! KEY: ^) = H-bond acceptor ^) = H-bond donor fcj^ = hydrogen atom |Q) = methyl group Vazba proteinů s DNA prostřednictvím vodíkových vazeb Velký žlábek má velikost odpovídající rozměrům a-šroubovice a má exponované H-vazebné skupiny Ade zbytky C-6(NH2) a N-7 mohou tvořit specifické vodíkové vazby s Gin a Asn Gua může tvořit specifické vodíkové vazby s Arg Glutamine (or asparagine) Thymine = Adenine Cytosine Guanine Figure 28-10 LehningerPrinaplei ofBiochemistry, Sixth Edition <ü 2C13 W. H. Freeman and Company Silná vazba, sekvenčně specifická - afinita nM - jlxM Slabá vazba, strukturně specifická - afinita |uM - mM Protein-DNA specificity Base readout Shape readout Major groove w Minor groove Global shape w Local shape — Hydrogen bon Hydrogen bond — Water mediated Hydrophobic Hydrophobic Přes aromatické AM K (base stacking) — Bending ■ - Minor groove I— Major groove + triplex, kvadruplex ... - více jak 70 SCOP superrodin (strukturních motivů) - dle sekundárních struktur - a-šroubovice (17), (3-listy (7), smíšené a/(3 motivy (48) Rohs et al, Annu Rev Bioch, 2010 Motivy DNA vazebných domén Zipper typ - Leucinový zip - Helix-loop-helix a-šroubovice Helix-otáčka-helix - HTH - Winged helix - TALE Zinkový prst - ßßa zinc-finger - Hormon-receptor - Loop-sheet-helix - Gal4 Histon, HMG-box l ß-sheet motivy J ß-listy Luscombe et al, Genome Biology, 2000 Motivy DNA vazebných domén Zipper typ (dle způsobu dimerizace) - Leucinový zip (tzv. bZIP = basic) (transkr. fakt. yGCN4, c-Jun/c-Fos=AP-1) • 2 a-šroubovice • coiled-coil (>30AMK, Leu, C-term) c-Fos bazická část (N-term bazická šrou Pkc/Cdc2 58 ~i 139 bovice vázána do VŽ nus, navazuje na CC) Qřk] [ĚŇT] i n T232 T325 T331 RskZ Erk I I S362 S374 T T III II [ 1 381 Interakce bazických AMK: Arg(232+240)=PO4, Arg(243)=Gua Konsensus sekvence: TGACTCA GCN4 - regulace genů pro syntézu AMK PDB: 1YSA PL GCN4 NUCPLOT Got0 PDB code' 1YSA LaiJ Ä O Top page fr Proteinl |" DHA/RHA ] | <| Metals % Prot-pro t < Links H 0 I II , R—N—C—C—R' I I H CH2 Glutamine (or asparagine) CH2 A UNA-binding protein/DNA H O > I' , R—N—C—C—R I I a - - H CHt Arginine J CH H O Hi,, H O Thymine = Adenine v 3— n \ H Cytosine = Guanine Figure 28-10 LehningerPrinciplei of Biochemistry, Sixth Edition 0 2013 W.H. Freeman and Company Konsensus sekvence: TGACTCA Ily C Key Thr236(C) OG1 I |^3^ Backbone sugar and base-number (?) Phosphate group PDB id 1YSA OD1 Asn235(D) NH1 Arg232(D) lhi236(l»- NH1, NH2 Arg243(D) NH2 Arg240(D) ............... Hydrogen bond to DNA -------Nonbonded contact to DNA (< 3.35A) 88 Water molecule and number AP-1 Survival Factors (e.g.. IGF1) Cytokines {e.g.. EPQ" Chemokines, Hormones, Transmitters Growth Factors (e.g., interleukins, (e.g., TGFa, EGF) serotonin, etc.) j Extracellular Matrix t Death factors (e.g. FasL, Tnf) TGACTCA AP-1 homo/hetero CRE: TGACTCA ACTGAGT TGACGTCA ACTGCAGT MARE I: TGCTGACTCAGCA ACGACTGAGTCGT MARE II- TGCTGACGTCAGCA ACGACTGCAGTCGT ARE: a/gTGACnnnGC t/cACTGnnnCG leg. hasL, c-JUN JUNB JUND FOSB FRA1 FRA2 ATFa ATF2 ATF3 ATF4 B-ATF c-MAF MAFA NRL MAFF/G/K NRF1 NRF2 NFIL-6 (TRE > CRE) (TRE > CRE) FTRE > CRE) fTRE > CRE) (TRE > CRE) {TRE > CRE) {TRE = CRE) (CRE > TRE) (CRE > TRE) (CRE) (TRE > CRE) (MARE l/ll) (MARE l/ll) (TRE-rGlated) (MARE l/ll) (ARE) (ARE) (TRE) heterodimery c-JUN (TRE > CRE) JUNB (TRE > CRE) JUND (TRE > CRE) ATFa (No binding) ATF2 (CRE > TRE) ATF4 (CRE) c-MAF (MARE l/ll) MAFA (MARE l/ll) MAFB (MARE l/ll) NRL (TRE-related) MAFF/G/K (MARE l/ll) NRF2 (ARE) NFIL6 (TRE) Growth Factors (e.g., TGFcr, EGF) Extracellular Matrix I ntj Kombinace - různá specifita/afinita Motivy DNA vazebných domén Zipper typ (dle způsobu dimerizace) v - Helix-loop-helix (c-Myc/Max, MyoD) • CC a bazické části jsou odděleny smyčkou • bazická šroubovice vázána do VŽ • smyčka poskytuje větší flexibilitu pro vazbu šroubovice-smyčka-šroubovice Motivy DNA vazebných domén Zipper typ - Leucinový zip - Helix-loop-helix Helix-otáčka-helix - HTH - Winged helix - TALE Zinkový prst - ppa zinc-finger - Hormon-receptor - Loop-sheet-helix - Gal4 a-šroubovice 16. Ets domain (1bc8) Helix-turn-helix motiv (HTH) Obsahuje ~ 20 AMK ve dvou > šroubovicích vzájemně kolmých >a-helix pro vazbu na DNA („recognition") - (3-obrátka -druhá šroubovice > Sekvenčně-specifická vazba prostřednictvím „recognition" šroubovice a velkého žlábku > nejčastější motiv u prokaryot -homodimery vážou palindrom. sekvence > HTH motiv se obvykle vyskytuje ve svazku 3-6 šroubovic (stabilizovaných hydrofobním jádrem) > motiv může být buď součástí hlavního proteinu (Cro) nebo z něj může pouze vybíhat (Lacl) 1. Cro and Repressor (1lmb) —^jMM Luscombe et al, Genome Biology, 2000 3. Lacl repressor (1wet) Helix-turn-helix motivy (spojené listy nebo šroubovicemi) -odstup HTH (34Ä) odpovídá jedné otáčce B-DNA Sekvenčně se různé HTH příliš nepodobají 1. variabilita v rozpoznávaných sekvencích DNA 2. variabilita v pozici recognition" šroubovice ve velkém žlábku (paralelně k rovině bazí nebo delší šroubovice jsou paralelně k cukr-fosfátové kostře) „Winged" helix (okřídlená šroubovice) - „winged" HTH obsahuje „recognition" šroubovici (H3) a (3-listy, které poskytují další kontakty s DNA (smíšený a/(3 typ) ——I Gajiwala & Burley, COiSB, 2000 16. EtS domain (1bc8) Luscombe et al, Genome Biology, 2000 Méně často křídlo ve VŽ a cukr-fosfátová kostra se šroubovici (hRFX1) Interakce bazí se šroubovicí (H3) a křídla s cukr-fosfátovou kostrou Méně často křídlo ve VŽ a cukr-fosfátová kostra se šroubovicí (hRFX1) start of transcription - „wingeď HTH v mnoha specifických transkripčních faktorech, ale také v „generál" TFII faktorech (strukturní úloha) TATA box f 1 I- (A! TFIIFu C37 TFIIFp TFIIEq (TI&1) Cfi2 TFIlEp (Tfaa) A49 C3J 100 OQ:- -JIT UZD (B) I I DtomrraiOTLT^:^r O Wingaii hbíx [noma Q jirr-FItfKiii TFIIH TBP TFIID 0 TFIIA TFIIB TFllF other factors RNA polymerase II Qí TAF1 (TFIID) Vanini & Cramer, Mol Cell, 2012 TRANSCRIPTION Histon H1/H5 interaguje s DNA vybíhající z nukleosomů (kompaktnější struktura) - WHD doména může vytvářet více kontaktů (H3 šroubovice-MŽ, wing-cukrfosfátová kostra, protein-protein int.) Transcription activator-like effectors (TALE) Patogenní bakterie injikují do rostlinných buněk ovlivňují transkripci rostlinných promotorů PthXol 23 repetic obtáčí DNA ve VŽ TALEN technologie Maketal, Science, 2012 Interaguje otáčka/turn spíše než šroubovice PDB: 3V6T Type III Secretion Signal Repeat Region 5--T CCATCTCCCCCTACTCTACACCAC Activation N LS Domain r- (WXR)NN HO ■ -Kl HC Hi) NC HD HO 1 — \c M l-l) SC SA M NI M NI SS u- II I 1373 127 1149 LTPAQWAIASHDCGKQALETVQRLLPVLCQAHC 05 10 15 2D 25 30 34 Tandemové repetice (34) AMK v pozicích 12 a 13 určují specifitu (repeat- jd13 variable diresidue) -hlavní: HD, NG, NI, NN, NS, HG, N* ' T L19 am, \ŕ L19 A18 * Q17 E20 R24 A A C"5 Interaguje otáčka/turn C3( SpíŠe neŽ ŠrOUbOVice Mak et al, Science, ,.„.,3, ,' Motivy DNA vazebných domén Zipper typ - Leucinový zip - Helix-loop-helix Helix-otáčka-helix - HTH - Winged helix - TALE Zinkový prst - ppa zinc-finger - Hormon-receptor - Loop-sheet-helix - Gal4 a-šroubovice Zinc-finger/Zinkový prst - cca 30 AMK ve dvou krátkých antiparalelních (3-listech a a-šroubovici - smyčka („hairpin") stabilizovaná („crossiinkeď) Zn2+ koordinovaný 4xCys nebo 2xCys + 2xHis (tetraedrická struktura) ^^^^^^^ C2H2 motiv: PDB grafika Cys-X2_4-Cys-X3-Phe-X5-Leu-X2-His-X3-His Domain 1 rpyacpvescdrrf srsdeltrhiri " 10 15 20 25 Motifs: (J beta turn 3 c=t3 hairpin Residue contacts: ' tc- DNA/RNA * tc metal Zinc-finger/Zinkový prst - cca 30 AMK ve dvou krátkých antiparalelních p-listech a a-šroubovici - smyčka („hairpin") stabilizovaná („crossiinkeď) Zn2+ -koordinovaný 4xCys nebo 2xCys + 2xHis (tetraedrická struktura) C2H2 motiv: Cys-X2_4-Cys-X3-Phe-X5-Leu-X2-His-X3-His -3xvZif268, PDB=1zaa - a-šroubovice se váže do VŽ - v tandemu obtáčí VŽ - AMK na pozici 0-6; variancemi AMK => sekvenční specifita - AMK na pozici 0-6; variancemi AMK v těchto pozicích lze dosáhnout různé sekvenční specifity - a-šroubovice váže 2, 3 nebo 4 sousední páry bazí H,N COOH H,N COOH 5' 3' % C C G C 3' 5' Zif268 COOH 3' 5' 5' 3' T A ni C c ~~3'~ 5' Zif Finger 2 COOH - nejčastější jsou kontakty Gua-Arg - Gua se může vázat i na His, Lys, Ser - Ser se může vázat na T či A H O i 11 . R—N—C—C—R I I H CH2 Glutamine (or asparagine) CH2 .A C.H3 H O R—N—C—C—R' I 1 N^y H'"N O H H ... H CHt Arginine | CH2 NH I H—N—C u I' +\N—H Hv H | \ /-vN'"H~ H 3' 5' TTK Finger 1 TTK Finger 2 Thymine = Adenine '"O = \ H Cytosine = Guanine \ - Dobře charakterizované DNA-proteinové kontakty -je známá specifita ZFs pro všech 64 možných kombinací 3 sousedních bp - Lze pro specifickou sekvenci DNA poskládat ZFs - nová technologie „zinc nuclease" pro genové manipulace £ littp>■rf.pnncetDn.edu-inds.php P - tí || UCSF Chimera HmnePaje J H OusPro 2,0: protein-piutem db,..| Predicting DNA Recog-nrbo... X | ^ Dpnovn prediction of ONA-bi... fa E Vltava - Klasická hudha, lit... Q Internet - Rádio Proglas (gj Po dlouhé nemoci zemřel ... J Zprávy iDNES.cz— Přehled,. T Q " T Stránka ▼ Zabezpečení t Na:troje t © ▼ Přidat k oblíbeným položkám Oblíbené p.., Informační... Historie Encyclopedia of Life Sciences Ensembl release Homo sapiens Ex,.. ri Entrez-PubMed !S] Essential Uncharacterized ORFs - Y.,. EST Profile - microarray g EUR05CARF f\ ExPASy - ProtParam tool £J ExPASy - ScanProsfte gExPASy-Tools g?i ExPASy Mol ecular Biology Server &] Forsburg lab S. pombeTechnofogy jj] Fratanyzer gFreeFullPDF.com g FUGUE Profile Lib Search GCG-instruction;; SJ GCUA seqotfErall optimal % gene GeneCards ^iGeneDB <£j Genesilico Metaserver - meta2 GenesilicD GEMEVESTIGATOR - shaping biolo... jSJ Gestation, Incubation, and Longev.,. £J gold Genomes OnLine Database H.,. ejGoPubMed g HADDOCK docking £]HCPIN Database Site g HMMER g HatSpot wizard - Enzyme Enginee... ^ Human chromosome map Predicting DNA-binding Specificities for Cys^Hisz Zinc Finger Proteins A DMA binding site predictor for Cys2HiS2 Zinc Finger Proteins Home Page Protein-DNA Form Generate Sequence Logo Analyze Genomic Sequence Welcome to our new site! For a given Citti zinc finger protein, we predict a position weight matrix representing its DNA binding specificity and display it as a sequence logo. This result can be used further to search genomic sequences for putative binding sites. This site serves as an interface between a user's input and a set of prediction algorithms that are able to create the mentioned logos. It consists of a protein input screen, followed by the selection of the desired set of fingers, and the algorithm to be used. The results are delivered through a simple HTML page that contains the generated sequence logo. http ://zf. pri nceton .ed u Zapnout funkci Navrhované weby.., I I C/3 - Dobře charakterizované DNA-proteinové kontakty -je známá specifita ZFs pro všech 64 možných kombinací 3 sousedních bp - Lze pro specifickou sekvenci DNA poskládat ZFs - nová | technologie „zinc nuclease" pro genové manipulace g „genome editing" Transcription activator-like _r i--"-e- i CL -CTCF ZFl Sp1 CTCF ZNF43 MZF1 ZNF274 B C L 6 ZF6 ZF7 ZF8 ZF9 ZFIO ZFll obsahuje 11 zinkových prstů - k vazbě na DNA používá s íMí;s5S5is^s||fea^!K v různých org. různé kombinace ZF Dm YSBPHHPYTASKKFLirRg]SRSE]DVEPS v různých org. různé kombinace ZF HE ] ] UM H IIl^llrlMI ■lil^Mlull II It II II II IIsilnil |-| SCAN mm li in li i li FiFTFirn SCAN I I AI NNHMUI BTBrPOZ~T Ts YQBEVgNQRFTQSNSLKAmKI, . IRISG , SHPV Hs YeRyIHH ARFTQSGTN KHy I.LQKwTEN VAK . Dm YQEDliäKSRFTQSHSLKAEKL.IgJsvVDKPV - 1 2 3 6 ta H 3 Dm FQSKFj rume h FQHN yj VBO jPSSC JDTVI jPTTC 200 )TA . sap jsyieqg WS . dvp 210 220 Tg IKBKKHDfiľFTDRiTFKLgCKEljjDGERC Dm MtQrRHGQQL poryQ y SyE GE KC -1 13 6 HS YQgHtgPYSAHAQRRLEÍ fkhdoBdyacroerhmk Dm ys0kl0syasvtqrhla£ 290 TLLgjHSDItP krtHtgekp ml iľjldekf Ta YKgVDHMLSFKQVEr,LKJtmVEST| Hs YAgSHBDKrFRQKQLI.DMmFKRYR Dm FhSdqSpQAFRQRQLLRrEjMN LV™ -12 3 í AAANQ DPHFV NEEYO 8 řuf ttfn 9 Plrt-l ■ ji -i.-. 1D. PIW-1 11 ptflAHF rpptJBg 12, L". : i 13, rT4V »Ilm rat IS. AFP 1 Ml I.." MimihnŤi-i GJl □ CG QAA ÖÄ □ GfcAT T C CaTT^^^IT T T3 AAA C A C G OA *(S Aímaaů Atí Tft Ay r* a TTccTfl^ Tľ&.Hft.rtf/.* a _ TCTCCTTCTAJU.TTCATT'ľTCaJLftOOÄCľ^CCTCCa ľrJTT CTTTTCCrT-CCCSCCAí JAAJLACGSAJCG :c: TÍ JTAOAGJICCATT LKCCaCCaOlTCTCTCaTAA rCCCTCTÍľCíľgjiĽtTÍ.'C^CCÍTCCCÍľClKCTCÍlC-TíľCC c:iT(-|-f:v!if;--.....i(/ CTtt*TMŕlíHMOM.WUi . SATTTňcciarcTQcr* 70: ľ » cca CíStc » t □ 1 ta to CKM CT C ACJ$TXlJlj&p AO T A C T A. J G T T T T (ľ T Iľ C ľ r T A T T3 TTCC 7ŕľtŕnC'ľGCEfc^CTAE^ETGTCT 771 jGGTG VCŕ.: ft mn us na 290 100 310 Ta LNDNĽASPSTSGVSVASASSSSSFSS Ha PA.....A FVHS KHGK TFTKRHTM Aj Dm PPEPREKLHKgPSgPREFTHKGräLMl insertion 'NSS adnHa metHd j i. ■ iní Ľ i D0H1HH- TfHLXÖ} Ohlsson a spol., TiG, 2001 CTCF A) IrtiutHůrs block (h* rígubnory slgrali dut cortCrůl g*r»t •xprtíaOň RtguhUry agnůlt influervce jene e>prasaiofi Regulátory module* ZF1 ZF2 ZF3 ts VQO |e f Hb FQ el m YS[ |ph Ts fk[ |TV hs hk hl Dn fk[ |si 60 Ts 3KG hs H K :m B Kl 3kl 10 IPYTNHKRYLLI R M llMKSRlSEERP nHKSgTDERP BsrsHdveps |ERCFKTNSSLONmiNT[t]tgtrp grafrtvt1 lf.n ; i ntrjtgtrp jersfrsnvglqbEIintOjmgnkp I,AFTTSCELTR[T]IRYKmTLEKP 3 t R V Kfifl KEK? Intulsitor ZF4 ZF5 ZF6 Ts HKWTEWSYASVELSKLKRmiRSniTGERP hb f kws mmd yas ve vsklkrHi RSHirGE rp Dm hkBtehtyasveltklrrE]mtc[3tgerp - 1 2 3 6 '1 s Dn 1<0 YHgPHHSYASPDTYKLKRmLRVmTGEKP FQHsLWSYASROTYKLKRmHRTmSGEKP yqSphhtyasodmfklkr0mvi[|]tgekk -12 1 6 ISO 1 ts yqBevHnqrftqsnslkai lis yehyihh arftqsgtmkm Dm YQgDIgKSRFTQSNSLKA[ 0 170 KL . iglSG . SRPV ILQKfflTENVAK . KL.I0SVVDKPV - CTCF (zkratka z CCCTC factor) - izolátor/insulator brání transkripci - váže se mezi transkripční aktivátory a obecné transkripční faktory ZF7 ZF8 ZF9 FQSKťS SSCGRKTDLRIgjVOKLfflTA. SAP FHBphHdTVIarksdlcv? LRKQgSyIEQG ttcgrkadlrv01 KHHEJTS . dvp ts "a Dm fq0ny 210 210 Ts I KHK KHD R TFTDRYT F KLRjC KERlDGERC hs kkhryBdavfheryaliomoKsmKNEKR Dm HTSRRHGQQL PORYQ YKL0V KS0E G E KC Ts YQSHLHPYS amaqrhle a0tli.R1HSDKP hs fKHDoHd Yac ROerhm i hR]k RtRItGEKP Dm YsSklBsYASVTORHLAS0MLI0LDEKP - 1 2 3 S ZF10 ZF11 Ts ykHv dHnlspkbvsjblkB Hs yaHshSdktfrqkqlldmi Dm FhSdqSpQAFRQRQLLKR| i 2 i l> VEST fkryi mnlvi AAANQ dpnfv neeyq 290 300 310 Ts LNDNLASPSTSGVSVASASSSSSFSSTSPNSS Kh PA.....AFVHS KHGKTPTRRNTHAKjADtJHA Dm PPEPREKLHKgps3pREFTHKGHLM8jjMET|3D 1-.-' -12 3 í inserLion CTCF Izolátory chrání vzájemnou nezávislost sousedních domén, nedochází k vzájemnému rušení (B). A) Iruuhtoťj block dw ntgubfory signals that conmal $*o* ťxprtiaoo Rtgubtory ngnaJt influence gene egression Regubtory modules Gen* - CTCF interaguje s kohesinem a podílí se na utváření vyšších chromatinových struktur Si£nd! blocked LriHJ later B ■ I mutators prowsnt cnots-tnfk betn hincdonal domains Yei No Hormon receptor family Jaderné receptory - steroidní hormony, thyroidní hormony a retinoidy - navázání ligandu stimuluje translokaci receptoru z cytoplasmy do jádra a vazbu na HRE (hormon response element - regulaci transkripce) - a-šroubovice-smyčka(loop)-a-šroubovice (kolmé) - 4 Cys koordinují Zn -1. helix ve velkém žlábku a smyčka s druhým helixem kontaktují cukr-fosfátovou kostru - doména dimenzuje (přes smyčku) 18. Hormone receptor (2nll) třída I (homodimery, cytoplasma) a třída II (heterodimery, jádro) - vazba ligandu moduluje nejdříve uvolnění faktoru a poté vazbu ko-aktivátorů (dalších transkripčních faktorů nebo chromatinových remodelátorů) Loop-sheet-helix - core/DNA-vazebná doména p53 - transkripční faktor důležitý pro regulaci buněčného cyklu, apoptozy a opravy poškozené DNA (nádorový supresor) - smyčky vycházející mimo hlavní core doménu - vyčnívá (3-list a a-šroubovice - 3 Cys a 1 His koordinují Zn - helix ve velkém žlábku a smyčka v malém žlábku - Aktivace transkripce skrze kyselou TA doménu TFIIDTFIIH - transkripce TAD Pro j D BD JFLR TD RD N í rich _ C MDM2/MDM4 - ubi Loop-sheet-helix - core/DNA-vazebná doména p53 - transkripční faktor důležitý pro regulaci buněčného cyklu, apoptozy a opravy poškozené DNA (nádorový supresor) - Konsensus sekvence PuPuPuC(A/T)(T/A)GPyPyPy (v promotorech p21, PUMA) - 95% "nádorových" mutací je v „core" doméně (R273H) - Regulace/aktivace modifkací C-koncové domény Protein se váže jako tetramer (C-koncová doména) TAD Pro FLR RD N rich C p53 tetramer- DNA, PDB: 3KMD Gal4 - transkripční faktor reguluje v kvasinkách metabolismus galaktosy (kvasinkový dvou-hybridní systém) 2 a-šroubovice 6 Cys koordinuje 2 Zn (2 Cys sdílené 2 Zn) 1. šroubovice ve velkém žlábku a smyčka k 2. šroubovici kontaktuje cukr-fosfátovou kostrou Dimenzuje přes krátký CC segment Marmortstein et al.: Nátuře, 1992 20. Gal4-type (1d66) Gal4 PDB: 1D66 Motivy DNA vazebných domén • Zipper typ - Leucinový zip - Helix-loop-helix • Helix-otáčka-helix - HTH - Winged helix - TALE • Zinkový prst - ppa zinc-finger - Hormon-receptor - Loop-sheet-helix - Gal4 Kombinace motivů (šroubovice, Zn ... ... nejčastěji VŽ a šroubovice Kombinace více proteinů ... IFN-p enhanceosom Che mold nes, Hormones, Survival Factors Transmitters (e.g., IGF1) (e.g.. interleukins, . serotonin, etc.) 1 I Growth Factors ,_ . „ Tr.r- crCt Extracellular (e.g.. TGFa, EGF) Matfjx ■ ■ AP-1 NF-kB IFN-ß enhanceosom : : ■ Fe!A *TF-2 Jľ-Juťl]ľRF-3Ä-. IRF-7B IRF-3C !(l R F-7D 31 TTTTvCT .^^."TT"Tr..^TTC:.-2Tr^rr^A-ľTTTC,.'-'!!C J c-Jun ATF-2 TGACTCA iE?Dr transkripce - jeden z nejlépe popsaných enhancerů u vyšších eukaryot - induk. viry - sekvence -102 až -47 básí upstream od počátku transkripce - TF pokrývají 72% povrchu DNA (těsné sbalení DB-domén) - málo PPI - nicméně vazba 8 proteinů je koordinovaná (AP-1, IRF-3, IRF-7, NF-kB) ■5 a x ö V Skia8 l|/o? P 8 S; Panne et al, Cell, 2008 Panne, CO in SB, 2008 AP-1 Activator Protein = b-ZIP (basic leucine zipper) AP-1 NF-kB IFN-p enhanceosom Fe!A ^TF-2]c-JunlRF-3A IRF-7B IRF-3C]|lFIF-7D p50 3' TTTTvCT .^^."TT"Tr..^TTC:.-2Tí^rr^A-ľTTTC,.'-'!!C J iE?Dr transkripce - koordinovaná vazba 8 proteinů (AP-1, IRF-3, IRF-7, NF-kB) -AP-1 slabě interaguje s IRF proteinem, ale IRF proteiny mezi sebou nemají žádný kontakt - šroubovice IRF-3 ve VŽ ohýbá DNA, což stimuluje vazbu dalšího IRF - ohyby se po Ví otočce kompenzují, takže DNA je v tomto úseku ROVNÁ .Um i yíw8 ■5 cca: d V Sfe?3 3 l|/o? P 5? Panne et al, Cell, 2008 Panne, CO in SB, 2008 IRF - interferon regulation factor = šroubovice ve velkém žlábku a smyčka (His) kontaktuje base v malém žlábku (var WHD) AP-1 NF-kB IFN-p enhanceosom ^TFÍ]Ľ-JuiflrRF-3A-.IRF-7B IRF-3CJIRF-7D p50 ■RbIA] "■Watf^gflT * * *■ Y"1"L - ''v '•'" K *-tv™ ~y " " r'■',^'',nt^• * *■ '"wvrrj^FL h * '■' 3 ' PJID—V transkripce - koordinovaná vazba 8 proteinů (AP-1, IRF-3, IRF-7, NF-kB) - p50/REL-A dimenzují ((3-listy) - p50 slabě interaguje s IRF-7 - vazba do VŽ ... JSQ Nrt ííift I I 0 < 1 I I t-l-i-0»-ooo<< < <o— a I r IN ĽJ Cl I I IClI I UCUOUI I I 5* TAAA .-. IA □ 0 a a a a CT GQ .. -AGT 3T AI 1 C _ TCTG 3' 3' TTTa:- ■ C G A CC T CA CA ta/.:; ; AGACA 5' c_jun IRF-7B IKh-7D RelA AP-1 leucin zipper, IRF - šroubovice a smyčka (směs), NFkB - komplexní motiv červené tečky - molekuly vody http://www.rcsb.org/pdb/101/motm.do?momlD=122 IPM-R onhanroncnm ■ jzu-_jrlia--? _^>o— a I r IN ĽJ Cl I I IClI I UCUOUI I I 5* TAAA .-. IA □ 0 a a a a CT GQ .. -AGT 3T Ai 1 C _ TCTG 3' 3' TTTa:- ■ C G A CC T CA CA ta/.:; ; AGACA 5' c_jun IRF-7B IKh-7D RelA - TF pokrývají 72% povrchu DNA (těsné sbalení DB-domén) receptor changed cell function pore nuclear DNA J RE largel gene p-o: J. protein ribosome nuclear envelope - TF obsahují aktivační doménu - na AD se važe mediator komplex -integruje/propojí TF (phase separation -ohniska) - zprostředkuje vazbu s RNA polymerasou - iniciaci transkripce - enhanceosom interaguje („přitáhne") koaktivátory (CBP/p300 histon acetylasa), modifikuje chromatinovou strukturu ... Souhrn: - vazba většiny TF pomocí šroubovice ve velkém žlábku (leucinový zip, HTH, zink-finger...) - transkripční komplexy (enhanceosom ...) Příště: - Histon, HMG-box - p-sheet motivy - enhanceosom ... a počátek transkripce start of transcription TATA box (A) TBP TFIID I L (B) 0 TFIIA TFIIB "i t ... IC) TFllF other factors TRANSCRIPTION