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Les interactions d'ADN-Protéine jouent un rôle essentiel dans le règlement de la transcription. Comprenant comment les grippages d'ADN aux résidus spécifiques négocier la spécificité obligatoire à côté de déterminer le mécanisme de reconnaissance a présenté un défi moléculaire et de calcul aux scientifiques. Néanmoins, la base de l'interaction de l'ADN et des protéines a le neem expliqué par plusieurs de calcul et méthodes expérimentales.
Les interactions d'ADN-Protéine jouent un rôle essentiel dans le règlement de la transcription. Comprenant comment les grippages d'ADN aux résidus spécifiques négocier la spécificité obligatoire à côté de déterminer le mécanisme de reconnaissance a présenté un défi moléculaire et de calcul aux scientifiques. Néanmoins, la base de l'interaction de l'ADN et des protéines a le neem expliqué par plusieurs de calcul et méthodes expérimentales.
Les interactions d'ADN-Protéine sont assistées par un de deux moyens ; (i) contact direct entre les paires de bases d'ADN et les acides aminés spécifiques dans la structure des protéines. Ce type de contact est intermoléculaire et a nommé un mécanisme direct de lecture ; (ii) contact indirect entre la protéine et l'ADN, assistés principalement par des molécules d'eau et des changements conformationnels de la structure de l'ADN. Ce type de contact est intramoléculaire et classifié comme mécanisme indirect de lecture.
Notamment, le mécanisme direct de lecture est redondant et flexible ; ceci propose que l'interaction ne soit pas basée sur un indicatif simpliste. En outre, analyse mutationnelle des bases spécifiques sur l'ADN qui pas en contact direct avec des acides aminés affectent souvent l'affinité obligatoire. Ces modifications sont pensées pour résulter des changements de la structure des molécules d'eau intramoléculaires et des acides aminés de transition et des bases, des commandes des vitesses conformationnelles dans la structure d'ADN et/ou sa souplesse. Cet autre supporte le rôle de la lecture indirecte et la signification des interactions intramoléculaires pour le grippement d'ADN-Protéine.
Analyse de la structure des composés d'ADN-Protéine
Des structures en trois dimensions ont été employées pour comprendre les variables qui affectent et négocient la formation des composés d'ADN-Protéine. Un tel facteur important sont des liaisons hydrogènes. Plusieurs études ont expliqué comment aide de liaisons hydrogènes dans le respect des interactions apparentées d'ADN-Protéine ; les analyses ont expliqué que les C5 de la cytosine et C5-Met des thymines forment de faibles liaisons hydrogènes avec des acides aminés aspartate, asparagine, glutamine, glutamate, sérine et thréonine. En outre, l'analyse des sites ADN-grippants a indiqué les surfaces hydrophiles de séquence de forme discontinue de segments qui sont les sites principaux des interactions obligatoires d'hydrogène.
Cotisations énergétiques
L'analyse des énergies libres de plusieurs formes des interactions comprenant l'électrostatique, les liaisons hydrogènes, le Van der Waals et l'emballage a expliqué que les cotisations de Van der Waals négocient la formation des composés d'ADN-Protéine tandis que les forces électrostatiques sont défavorables. En dépit de ceci, des résidus fondamentaux, qui transportent les charges positives nettes s'avèrent pour négocier la cotisation favorable à gripper en dépit d'une pénalité de desolvation qui surgit. Ceci se rapporte au démontage des molécules d'eau commandées du résidu fondamental qui protègent la charge afin de permettre l'interaction électrostatique directe avec une substance à l'opposé chargée. Les résidus acides et neutres étaient de mauvais contributeurs électrostatiques ; puisque l'ADN est négativement - en raison chargé du réseau général de sucre-phosphate, ceci approuve la conclusion. Les résidus acides transportent une charge négative, qui aurait comme conséquence des interactions énergétiquement défavorables avec l'ADN. De même, les bases neutres n'offrent aucune stabilisation de charge.
Un autre médiateur important du grippement d'ADN-Protéine est des interactions de cation-π. Ce sont une forme d'interaction noncovalent dans laquelle la face d'un système riche de π d'électron, type un système hétérocyclique de sonnerie comme ceux vus dans le benzène ou indol sonne le terrain communal aux acides aminés aromatiques, et franchement - un ion chargé adjacent (cation). 73% de composés d'ADN-protéine se sont avérés pour concerner de telles interactions, et ceux-ci se sont avérés pour fonctionner sur de longs termes. En outre, des six paires possibles de résidus l'Arginine-Tyrosine s'est avérée la plus intense.
Les résidus sur la protéine obligatoire se produisent en grande partie comme groupe de résidus économisés qui manifestent la densité d'intégration élevée ; l'endroit de surface adjacente de solvant s'échelonne entre 1120 et 5800 Å2 et l'accepteur est peuplé avec franchement - les groupes chargés principalement contribués par des chaînes latérales de lysine et d'arginine et les groupes de phosphate de molécules d'ADN.
contacts Eau-assistés et modifications conformationnelles d'ADN
Les modifications conformationnelles de l'ADN permettent aux réarrangements structurels d'avoir lieu qui sont essentiels en négociant la formation complexe. Les études nombreuses ont expliqué que cette commutation conformationnelle d'ADN s'est également avérée pour négocier la spécificité. Les modifications conformationnelles sont évaluées en mesurant six paramètres de base d'opération qui comprennent la commande des vitesses, glissent, montent, inclinent, roulent, et se déforment. Généralement les variations locales en particulier du petit sillon de l'ADN à côté des interactions électrostatiques négocient le mécanisme général pour la spécificité obligatoire d'ADN. En outre, les contacts eau-assistés règlent la spécificité obligatoire.
interaction acide Base-aminée
Des simulations de calcul mesurant les énergies libres des interactions entre les paires de bases d'ADN et les chaînes latérales acides aminées ont été calculées et ont activé des analyses systématiques des interactions d'ADN-Protéine. Dans ces méthodes, les orientations de chaîne latérale sont manipulées pour produire d'une suite de rotamers ; pour chaque événement positionnant, on produit d'approximativement 1 million de conformations qui sont par la suite ramenées à une moyenne afin de prévoir les paramètres thermo-dynamiques de l'énergie libre, de l'enthalpie, et de l'entropie. Ceci produit des plans d'énergie libre qui prouvent que l'entropie conformationnelle de la chaîne latérale est instrumentale dans la spécificité de médiation.
Mécanisme pour la reconnaissance d'ADN-protéine
Les résidus aromatiques et franchement - les résidus chargés sont les associés de interaction prédominants avec les groupes de phosphate du réseau général d'ADN dans la formation des interactions d'ADN-Protéine. Puisque ces interactions sont électrostatiques en nature, on a spéculé le que ceux-ci soutiennent la spécificité de la formation de composé d'ADN-Protéine. Au cours du processus de la formation complexe, les liaisons hydrogènes entre les acides aminés polaires et les atomes de la molécule d'ADN augmentent l'affinité de gripper ; des liaisons hydrogènes sont également effectuées entre les atomes de chaîne principale de l'ADN et les résidus d'acide aminé et de stabilité complexe médiate d'interactions hydrophobes davantage. L'ADN lui-même négocie également le procédé de complexation ; comme discuté plus tôt la souplesse conformationnelle montrée par la molécule affecte la spécificité obligatoire. C'est particulièrement vrai existe aussi là que la relation entre la dureté d'ADN et la spécificité obligatoire des composés d'ADN-protéine.
La disponibilité des structures complexes d'ADN-protéine a activé l'étude de ce qui négocie leur formation. De ces interactions noncovalent, la conformation d'ADN, et les molécules d'eau intermédiaires jouent une part importante dans le procédé de complexation.