Preview

Вестник Московского университета. Серия 16. Биология

Расширенный поиск

МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ДНК-БЕЛКОВЫХ КОМПЛЕКСОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ПО РЕЗОНАНСНОМУ ПЕРЕНОСУ ЭНЕРГИИ И ПЕРЕКИСНОМУ ОКИСЛЕНИЮ

Полный текст:

Аннотация

Обсуждаются методы построения трехмерных моделей ДНК в комплексе с белками с помощью компьютерного моделирования и непрямых методов изучения конформации макромолекул. Рассматриваются способы интерпретации экспериментальных данных, полученных непрямыми методами изучения трехмерной структуры биомолекул. Обсуждаются аспекты интеграции такого рода данных в процесс построения молекулярных моделей ДНК-белковых комплексов на основании геометрических характеристик ДНК. Предлагается алгоритм поиска конформации таких комплексов на основе данных экспериментов по ферстеровскому резонансному переносу энергии (FRET) и перекисному окислению ДНК (анализируемому с помощью метода гидроксильного футпринтинга), а также информации о локальной гибкости ДНК. Алгоритм апробирован на примере построения гипотетической модели ДНК в нуклеосоме, связанной с гистоном H1.

Об авторах

Г. А. Армеев
Кафедра биоинженерии, биологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Россия

аспирант, мл. науч. сотр. кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-57-38



Т. К. Горковец
Кафедра биоинженерии, биологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Россия

аспирант кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-57-38



Д. А. Ефимова
Кафедра биоинженерии, биологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Россия

студент кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-57-38



К. В. Шайтан
Кафедра биоинженерии, биологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Россия

докт. физ-мат. наук, проф. кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-23-74



А. К. Шайтан
Кафедра биоинженерии, биологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Россия

канд. физ-мат. наук, вед. науч. сотр. кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-57-38



Список литературы

1. Kornberg R.D. Chromatin structure: a repeating unit of histones and DNA // Science. 1974. Vol. 184. N 4139. P. 868–871.

2. Luger K., Mäder A.W., Richmond R.K., Sargent D.F., Richmond T.J. Crystal structure of the nucleosome core particle at 2.8 Å resolution // Nature. 1997. Vol. 389. N 6648. P. 251–260.

3. Studitsky V.M., Clark D.J., Felsenfeld G. Overcoming a nucleosomal barrier to transcription // Cell. 1995. Vol. 83. N 1. P. 19–27.

4. Shaytan A.K., Landsman D., Panchenko A.R. Nucleosome adaptability conferred by sequence and structural variations in histone H2A-H2B dimers // Curr. Opin. Struct. Biol. 2015. Vol. 32. P. 48–57.

5. Schalch T., Duda S., Sargent D.F., Richmond T.J. X-ray structure of a tetranucleosome and its implications for the chromatin fibre // Nature. 2005. Vol. 436. N 7047. P. 138–141.

6. Mueller-Planitz F., Klinker H., Becker P.B. Nucleosome sliding mechanisms: new twists in a looped history // Nat. Struct. Mol. Biol. 2013. Vol. 20. N 9. P. 1026–1032.

7. Duyne V., Vinogradov S.A., Lampson M.A., Black B.E., Falk S.J., Guo L.Y., Sekulic N., Smoak E.M., Mani T., Logsdon G.A., Gupta K., Jansen L.E.T., Gregory D. CENP-C reshapes and stabilizes CENP-A nucleosomes at the centromere // Science. 2015. Vol. 348. N 6235. P. 699–703.

8. Hayes J.J., Tullius T.D., Wolffe A.P. The structure of DNA in a nucleosome // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1990. Vol. 87. N 19. P. 7405–7409.

9. Jain S.S., Tullius T.D. Footprinting protein-DNA complexes using the hydroxyl radical // Nat. Protoc. 2008. Vol. 3. N 6. P. 1092–1100.

10. Shaytan A.K., Armeev G.A., Goncearenco A., Zhurkin V.B., Landsman D., Panchenko A.R. Combined influence of linker DNA and histone tails on nucleosome dynamics as revealed by microsecond molecular dynamics simulations // J. Biomol. Struct. Dyn. 2015. Vol. 33. Suppl 1. P. 3.

11. Dickerson R.E., Bansal M., Calladine C.R., Diekmann S., Hunter W.N., Kennard O., von Kitzing E., Lavery R., Nelson H.C.M., Olson W.K. Definitions and nomenclature of nucleic acid structure parameters // J. Mol. Biol. 1989. Vol. 205. N 4. P. 787–791.

12. Pronk S., Páll S., Schulz R., Larsson P., Bjelkmar P., Apostolov R., Shirts M.R., Smith J.C., Kasson P.M., van der Spoel D., Hess B., Lindahl E. GROMACS 4.5: a high-throughput and highly parallel open source molecular simulation toolkit // Bioinformatics. 2013. Vol. 29. N 7. P. 845–854.

13. Shadle S.E., Allen D.F., Guo H., Pogozelski W.K., Bashkin J.S., Tullius T.D. Quantitative analysis of electrophoresis data: novel curve fitting methodology and its application to the determination of a protein—DNA binding constant // Nucleic Acids Res. 1997. Vol. 25. N 4. P. 850–860.

14. Olson W.K., Gorin A.A., Lu X.-J., Hock L.M., Zhurkin V.B. DNA sequence-dependent deformability deduced from protein–DNA crystal complexes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. Vol. 95. N 19. P. 11163–11168.

15. Lu X., Olson W.K. 3DNA: a software package for the analysis, rebuilding and visualization of three-dimensional nucleic acid structures // Nucleic Acids Res. 2003. Vol. 31. N 17. P. 5108–5121.

16. Zhou B.-R., Feng H., Kato H., Dai L., Yang Y., Zhou Y., Bai Y. Structural insights into the histone H1-nucleosome complex // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2013. Vol. 110. N 48. P. 19390–19395.

17. Davey C.A., Sargent D.F., Luger K., Maeder A.W., Richmond T.J. Solvent mediated interactions in the structure of the nucleosome core particle at 1.9 Å resolution // J. Mol. Biol. Elsevier. 2002. Vol. 319. N 5. P. 1097–1113.

18. Syed S.H., Goutte-Gattat D., Becker N., Meyer S., Shukla M.S., Hayes J.J., Everaers R., Angelov D., Bednar J., Dimitrov S. Single-base resolution mapping of H1–nucleosome interactions and 3D organization of the nucleosome // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010. Vol. 107. N 21. P. 9620–9625.


Для цитирования:


Армеев Г.А., Горковец Т.К., Ефимова Д.А., Шайтан К.В., Шайтан А.К. МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ДНК-БЕЛКОВЫХ КОМПЛЕКСОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ПО РЕЗОНАНСНОМУ ПЕРЕНОСУ ЭНЕРГИИ И ПЕРЕКИСНОМУ ОКИСЛЕНИЮ. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2016;(1):35-40.

For citation:


Armeev G.A., Gorkovets T.K., Efimova D.A., Shaitan K.V., Shaytan A.K. MODELING OF POTEIN-DNA COMPLEXES GEOMETRY UTILISING FRET AND FOOTPRINTING DATA. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2016;(1):35-40. (In Russ.)

Просмотров: 96


ISSN 0137-0952 (Print)