Protein-DNA-Interaktion
Eine Protein-DNA-Interaktion bezeichnet eine Bindung von einem Protein an DNA. Dadurch werden verschiedene Prozesse der DNA-Replikation, der Genexpression und der Epigenetik gesteuert.
Eigenschaften[Bearbeiten]
Proteine, die eine Wechselwirkung mit DNA eingehen, werden als DNA-bindende Proteine bezeichnet, z. B. Proteine der DNA-Biosynthese, Transkriptionsfaktoren, DNA-modifizierende Enzyme oder Proteine der DNA-Reparatur. Meistens erfolgt eine Bindung an die große Furche von B-DNA.<ref name="pmid9646864">Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2</ref> Die Interaktionen können in sequenzspezifische und sequenzunabhängige Protein-DNA-Interaktionen eingeteilt werden. Zu den DNA-bindenden Proteinen, deren Sequenzspezifität im Zuge eines Proteindesigns gezielt verändert werden, gehören z. B. die Zinkfingernukleasen oder die Transcription activator-like effector nucleases (TALEN).<ref name="pmid21929364">Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2</ref>
Analog definierte Interaktionen sind z. B. Protein-Lipid-Interaktionen, Protein-RNA-Interaktionen und Protein-Protein-Interaktionen.
Nachweisverfahren[Bearbeiten]
Verschiedene Methoden können zur Charakterisierung (DNA-Sequenz, DNA-bindende Proteine) verwendet werden.<ref name="pmid22842750">Y. H. Cai, H. Huang: Advances in the study of protein-DNA interaction. In: Amino acids. Band 43, Nummer 3, September 2012, S. 1141–1146, doi:10.1007/s00726-012-1377-9. PMID 22842750.</ref><ref>Ricardo André Campos Ferraz, Ana Lúcia Gonçalves Lopes, Jessy Ariana Faria da Silva, Diana Filipa Viana Moreira, Maria João Nogueira Ferreira, Sílvia Vieira de Almeida Coimbra: DNA–protein interaction studies: a historical and comparative analysis. In: Plant Methods. Band 17, Nr. 1, 23. Juli 2021, ISSN 1746-4811, S. 82, doi:10.1186/s13007-021-00780-z, PMID 34301293, PMC 8299673 (freier Volltext).</ref> Dazu gehören unter anderem die Ligandenbindungstests zur Bestimmung der Affinität, wie der Filterbindungstest<ref>Arthur. D. Riggs, Suzanne Bourgeois, Ronald F. Newby, Melvin Cohn DNA binding of the lac repressor. In: Journal of Molecular Biology Band 34, Nummer 6, 1968, 365–368, doi:10.1016/0022-2836(68)90261-1, PMID 4938552</ref> und der Electrophoretic Mobility Shift Assay, die Elektronenmikroskopie,<ref name="PMID6163590">C. Brack: DNA electron microscopy. In: CRC critical reviews in biochemistry. Band 10, Nummer 2, 1981, S. 113–169, PMID 6163590 (Review).</ref> die ChIP,<ref>T. Sahr, C. Buchrieser: Co-immunoprecipitation: protein-RNA and protein-DNA interaction. In: Methods in Molecular Biology. Band 954, 2013, S. 583–593, doi:10.1007/978-1-62703-161-5_36, PMID 23150422.</ref> die ChIP-on-Chip, die ChIP-Seq, der DNase Footprinting Assay, die Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie, das Yeast-One-Hybrid-System (Y1H),<ref>B. Deplancke, A. Mukhopadhyay, W. Ao, A. M. Elewa, C. A. Grove, N. J. Martinez, R. Sequerra, L. Doucette-Stamm, J. S. Reece-Hoyes, I. A. Hope, H. A. Tissenbaum, S. E. Mango, A. J. Walhout: A gene-centered C. elegans protein-DNA interaction network. In: Cell. Band 125, Nummer 6, Juni 2006, S. 1193–1205, doi:10.1016/j.cell.2006.04.038, PMID 16777607.</ref> das Bacterial-One-Hybrid-System (B1H) und das DamID. Der Southwestern Blot erlaubt mit Hilfe spezifischer markierter DNA den Nachweis von DNA-bindenden Proteinen die zuvor durch eine SDS-PAGE aufgetrennt wurden. Daneben kann eine Strukturaufklärung per Röntgenstrukturanalyse oder per NMR-Spektroskopie erfolgen.
Einzelnachweise[Bearbeiten]
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