معلومة

D9. الارتباط التعاوني للبروتينات بالحمض النووي - علم الأحياء

D9. الارتباط التعاوني للبروتينات بالحمض النووي - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لقد أمضينا الكثير من الوقت في دراسة الارتباط التعاوني للأكسجين بالهيموغلوبين. هل من الممكن الحصول على الارتباط التعاوني للروابط بدون تغييرات تكوين؟ في كتاب حديث لـ Ptashne and Gann (Genes and Signals ، Cold Spring Harbour Press ، 2002) ، قيل أنه يمكنك ومن خلال آلية بسيطة للغاية.

يجب أن يكون واضحًا أنه لتنشيط النسخ الجيني ، يجب أن تتجمع العديد من بروتينات عامل النسخ في المحفز قبل أن يتمكن بوليميريز الحمض النووي الريبي من نسخ الجين. هناك العديد من ملامسات الحمض النووي والبروتين والبروتين. لتبسيط هذه المناقشة ، ضع في اعتبارك حالة البروتينين ، A و B ، اللذين يجب أن يرتبطا بالحمض النووي وبعضهما البعض حتى يحدث النسخ.

الشكل: نوعان من البروتينات ، A و B

يتميز ارتباط كل بروتين بمفرده بخاصية Kd و kon و koff. ماذا يحدث لـ kon و koff للبروتين B ، على سبيل المثال ، عندما يكون A مرتبطًا بالفعل؟ يمكنك أن تتخيل أن kon لا يتغير كثيرًا ، ولكن ماذا عن koff بعد تفاعل البروتين مع موقع الحمض النووي الخاص به ومع البروتين A؟ إذا انفصل B بالفعل عن موقع الحمض النووي الخاص به ، فسيظل محتجزًا بالقرب من هذا الموقع بسبب تفاعله مع البروتين المرتبط A. . سيكون التأثير الصافي هو أن koff الظاهر سينخفض ​​، مما سيزيد من تقارب الارتباط الظاهر ويقلل من Kd الظاهر (تذكر أن Kd = koff / kon). ومن ثم فإن الارتباط المسبق لـ A سيؤدي إلى الارتباط التعاوني للبروتين B.

  • رسم متحرك يظهر الارتباط التعاوني لـ B مع مركب البروتين A-DNA.
  • قاعدة بيانات المستقبلات النووية

ارتباط البروتامين بالحمض النووي دور فسفرة البروتامين

تمت دراسة الديناميكا الحرارية لتفاعل الحمض النووي البروتامين مع clupeine Z من سمك الرنجة المسمى عند نهايته الأمينية بالفلورسين. تمت دراسة اعتماد القوة الأيونية ، وتأثير فسفرة البروتامين ، وتشكيل الحمض النووي الأصلي ، باستخدام الحمض النووي الأصلي والحرارة ، والبنية الأولية للبروتامين ، باستخدام اثنين من الببتيدات oligoarginine ذات طول مماثل مثل clupeine ، تمت دراستها بدقة. يرتبط التعاون العالي غير المعتاد للتفاعل الموجود ارتباطًا وثيقًا بتشكيل الحمض النووي الأصلي والبنية الأولية للبروتامين. يتم تفسير التعاونية من خلال الربط المتقاطع لشرائح الحمض النووي مما يؤدي إلى زيادة كثافة الشحنة السالبة. تكمن أهمية فسفرة البروتامين في حقيقة أن التفاعل المتحكم فيه بالديناميكا الحرارية مع الحمض النووي والربط المتبادل المناسب للحمض النووي قد تحول إلى قوى أيونية معقولة من الناحية الفسيولوجية.

هذه معاينة لمحتوى الاشتراك ، والوصول عبر مؤسستك.


بوسيماكر

SELEX- تسلسل . لقد اكتشفنا مبادئ آلية جديدة تحكم خصوصية ربط الحمض النووي لعامل النسخ المتعدد المجمعات. بالتعاون الوثيق مع مختبر الدكتور ريتشارد مان في CUMC ، قمنا بتطوير SELEX- تسلسل، وهو نهج يجمع بين الاختيار القائم على التقارب من مجموعات من جزيئات الحمض النووي "العشوائية" في فحوصات نقل الحركة الكهربي مع تسلسل موازٍ ضخم ونمذجة إحصائية / فيزيائية حيوية من أجل إنشاء نماذج مفصلة من التسلسل إلى التقارب (سلاتري وآخرون., زنزانة, 2011 و رايلي وآخرون., طرق مول. بيول., 2014). SELEX- تسلسل متعدد الاستخدامات وسرعان ما تم اعتماده من قبل مختبرات أخرى.

الخصوصية الكامنة لبروتينات Hox. في نفس الدراسة (سلاتري وآخرون., زنزانة, 2011)، طبقنا SELEX- تسلسل لفهم كيف يمكن أن يكون لبروتينات Hox - التي تلعب دورًا حاسمًا في تكوين خطة الجسم ويتم حفظها بين ذباب الفاكهة والبشر - أنماطًا ظاهرية متحولة مختلفة تمامًا حتى عندما ترتبط بروتينات فردية بالحمض النووي مع تفضيلات تسلسل متشابهة جدًا. أثبتنا أن وجود العامل المشترك تسليم يسبب (Exd) اختلافات بين بروتينات Hox لتكشف عن نفسها. تتجاوز آلية "الخصوصية الكامنة" هذه الالتزام التعاوني القياسي ويمكن أن تكون عامة تمامًا. يبدو أن الاختلافات بين بروتينات Hox ترجع إلى كيفية قراءتها "لشكل" أخدود الحمض النووي الصغير الذي نستكشفه بالتعاون مع مجموعة Remo Rohs في جامعة جنوب كاليفورنيا. بالتعاون الوثيق مع مختبر مان ، نقوم حاليًا بالتحقيق في هذا بالتفصيل باستخدام SELEX- تسلسل تحليل البروتينات الطافرة نقوم أيضًا بتوسيع نهجنا ليشمل مجمعات النطاق المثلي الثلاثية ، والتي يمكن أن ترتبط بمجموعة متنوعة من التكوينات. ستظل نمذجة سلوك ربط الحمض النووي الغني والديناميكي لمجمعات عوامل النسخ المتعددة موضوعًا مهمًا في بحثنا خلال السنوات القادمة.

يكشف تحليل تحيزات DNaseI عن آلية جديدة لقراءة مثيلة الحمض النووي. في دراسة حديثة كان هدفها الأصلي هو التوصيف الدقيق لتفضيلات التسلسل الجوهرية لإنزيم البصمة DNaseI المستخدم على نطاق واسع ، اكتشفنا آلية عامة جديدة وغير متوقعة يمكن من خلالها أن تعزز مثيلة الحمض النووي الارتباط عن طريق عوامل النسخ (لازاروفيتشي وآخرون., PNAS, 2013). على وجه التحديد ، يوضح كيف يمكن لمثيلات السيتوزين تغيير تفضيلات التسلسل لبروتينات ربط الحمض النووي بترتيب من حيث الحجم. من خلال تحليل هضم التسلسل العميق للحمض النووي الجيني البشري المنقى ، توصلنا إلى اكتشافين مذهلين: (1) يختلف معدل انقسام DNaseI على مدى ألف ضعف مع التسلسل المحيط ، و (2) الانقسام بالقرب من CpG ثنائي النوكليوتيدات يكون أعلى بمقدار 10-20 ضعفًا عندما يتم ميثلة السيتوزين. من خلال الجمع بين المحاكاة الحاسوبية لشكل الحمض النووي التي أجرتها مجموعة Remo Rohs مع التحليل الإحصائي لبيانات التسلسل المتوازي على نطاق واسع التي تم جمعها في مختبر المتعاون لدينا الدكتور جون ستاماتويانوبولوس في جامعة واشنطن ، تمكنا من إيجاد تفسير موحد لهذه الظواهر . اتضح أن مثيلة السيتوزين تضيق أخدود الحمض النووي الصغير ، والذي بدوره يقوي التفاعلات مع السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية موجبة الشحنة. تحدث اتصالات الأخدود الطفيفة هذه لمجموعة واسعة من عوامل النسخ ، وكذلك النيوكليوزومات. وبالتالي فإن الآلية الهيكلية الجديدة التي تم طرحها في هذه الدراسة لديها القدرة على تعميق فهمنا بشكل كبير لكيفية "قراءة" المعلومات اللاجينية بواسطة الخلية.

بناء نماذج تسلسل إلى تقارب ذات دقة غير مسبوقة من بيانات تفاعل البروتين والحمض النووي عالية الإنتاجية في المختبر . يظل الهدف الرئيسي طويل المدى لمختبرنا هو بناء رمز التعرف على البروتين والحمض النووي "العالمي" المستند إلى البيانات. في السنوات الأخيرة ، حدثت طفرة في تطوير وتطبيق الإنتاجية العالية في المختبر طرق لتحديد خصائص تسلسل الحمض النووي لعوامل النسخ. تأتي هذه العوامل في عائلات كبيرة من البروتينات وثيقة الصلة والتي تختلف عن بعضها البعض بطرق دقيقة ولكنها مهمة. فقط من خلال القياس الدقيق لخصوصية ربط الحمض النووي الخاصة بهم أولاً ، يمكننا أن نأمل في فهم وظائفهم المحددة في الخلية والتنبؤ بها من خلال التكامل معها في الجسم الحي قياسات ربط TF على مستوى الجينوم (ChIP-seq) والتعبير الجيني (RNA-seq). تقيس تقنية ميكروأري الملزمة للبروتين الشائعة (PBM) تفاعل بروتين معين مع عشرات الآلاف من تحقيقات الحمض النووي بالتوازي. استنتاج في المختبر نماذج الربط من بيانات PBM ، والتي تكون معقدة وتحتوي على تحيزات مختلفة ، ليست مباشرة على الإطلاق. في الواقع ، تم تطوير ما لا يقل عن 26 خوارزمية مختلفة لاستنتاج "الزخارف" منها. من هؤلاء ، الميزة أداة طورها مختبرنا (رايلي وآخرون.، eLife ، 2015) كأفضل أداء في دراسة مقارنة معيارية غير متحيزة شاركنا فيها (Weirauch وآخرون., طبيعة التكنولوجيا الحيوية., 2013). يعتمد على مبادئ النمذجة الفيزيائية الحيوية ماتريكس (فوات وآخرون., PNAS, 2005 المعلوماتية الحيوية 2006) ، ولكنه أكثر تعقيدًا ويستخدم تقنيات استدلال قوية تسمح لنا بالتقاط التبعيات بين النيوكليوتيدات بدقة على الرغم من قيود البيانات والتحيزات.

اكتشاف PQM-1 كمنظم رئيسي للشيخوخة وطول العمر. الشيخوخة أمر أساسي لدورة حياة الإنسان وترتبط ارتباطًا وثيقًا بالمرض. إن فهم المحددات الجينية والجزيئية لطول عمر الحيوان سيوفر طرقًا جديدة لإبطاء الآثار السلبية للشيخوخة. باستخدام الديدان الخيطية C. ايليجانس ككائن نموذجي ، وباستخدام مجموعة من الأساليب الحسابية والتجريبية ، اكتشفنا (تيبر وآخرون., زنزانة, 2013) أن عامل النسخ المدروس قليلاً PQM-1 هو منظم رئيسي للتطور وطول العمر ، والعامل الذي طال البحث عنه والذي يربط ما يسمى بالعنصر المرتبط DAF-16 (DAE). كما اتضح ، يكمل PQM-1 عامل نسخ الشيخوخة المعروف DAF-16 / FOXO من نواحٍ عديدة. كلاهما يعمل كمنشطات نسخية ، لكنهما يتحكمان في مجموعات متميزة من الجينات المستهدفة (استجابة الإجهاد مقابل النمو). يعتمد ما إذا كان DAF-16 أو PQM-1 نوويًا أو حشويًا على حالة مسار إشارات الأنسولين / IGF-1 ، ولكن بطرق معاكسة. يؤدي هذا إلى تنشيط عامل واحد فقط كمنظم في أي وقت ، اعتمادًا على الظروف (مثل انخفاض المغذيات) والخلفية الجينية (على سبيل المثال ، فقدان داف -2 أو داف -18 / بتين). في نفس الوقت ، كما أوضحنا ، يتفاعل العاملان مع بعضهما البعض بطريقة أساسية: فقدان pqm-1 يؤثر على التعريب الخلوي DAF-16 والعكس صحيح. ومع ذلك ، تظل الآليات الجزيئية الكامنة وراء هذه العمليات المهمة غامضة. يتم هذا العمل بالتعاون الوثيق مع الدكتورة كولين مورفي في جامعة برينستون.

رسم خرائط آليات تكوين الأورام باستخدام الطفرات الإدراجية. بعد أن نجحت في الريادة في منهجية مبتكرة لرسم خرائط للمواقع العابرة التي تعدل نشاط عامل النسخ في الخميرة (لي وآخرون., مول. النظام. بيول., 2010) ، قمنا مؤخرًا بتكييفه لتحليل بيانات تكوين الأورام في الفئران. يحتوي كل ورم فردي على مجموعة فريدة من الآفات الجينية ، المسؤولة معًا عن السلوك الشاذ لخلاياه. تم استخدام الفيروسات المسببة للسرطان في الفئران لأخذ عينات منهجية لهذا التنوع الجيني. يمكن مراقبة التغييرات المقابلة في التعبير الجيني العالمي باستخدام تقنية عالية الإنتاجية. لقد طورنا طريقة - تحليل توقيع تعبير الموضع (“LESA”) - التي تدمج المعلومات على المستويين الجيني والجزيئي لإنشاء توقيع على مستوى الجينوم يلتقط تأثير الآفة الجينية الفردية على شبكة تنظيم الجينات للخلية. لقد أوضحنا كيف يمكن استغلال هذه التواقيع لاكتساب نظرة ثاقبة للمسارات التنظيمية المضطربة بكل آفة ، واقترحنا الأدوية التي يمكن أن تبطل تأثيرها (لي وآخرون., PNAS, 2014).

اعتماد سياق الكروماتين للتفاعلات التنظيمية. بالتعاون مع الدكتور باس فان ستينسل في المعهد الهولندي للسرطان ، قمنا بالتحقيق في تأثير سياق الكروماتين على ارتباط عامل النسخ في ذبابة الفاكهة. وجدنا أن معظم جينات الذباب منظمة في مجالات كروماتين متعددة الجينات مرتبطة بمجموعات محددة من البروتينات ، وهذه المجالات متماسكة وظيفيًا ويعمل الانتقاء التطوري ضد إعادة ترتيب الكروموسومات التي تفككها. هذه النتائج لها آثار ميكانيكية واسعة على تنظيم الجينات وتطور الجينوم (دي فيت وآخرون., بلوس جينيت., 2009). في دراسة ذات صلة ، قمنا بتحليل اعتماد وظيفة عامل النسخ على سياق الكروماتين المحلي ، بناءً على تصنيف جينوم ذبابة الفاكهة إلى خمسة "ألوان" رئيسية (فيليون وآخرون., زنزانة, 2010).

اثنان من الإنجازات الرئيسية الأخيرة يقودان الكثير من جدول أعمالنا البحثي الحالي. أولاً ، اكتشفنا آلية هيكلية جديدة يعمل من خلالها مثيلة السيتوزين على تعزيز تفاعل البروتين والحمض النووي من خلال تضييق أخدود الحمض النووي الصغير (لازاروفيتشي ، 2013). لقد اكتشفنا أيضًا أن عامل النسخ غير المعروف PQM-1 هو خصم حاسم للمسار التنظيمي DAF-16 / FOXO المدروس على نطاق واسع والذي يقوم عليه التباين الجيني في عمر الكائن الحي (Tepper ، 2013).

  • A. Lazarovici ، R. Sandstrom ، P.J. Sabo ، A. Shafer ، A.C. Dantas Machado ، Remo Rohs † ، J. Stamatoyannopoulos † ، و HJ Bussemaker †. (2013) فحص شكل الحمض النووي وحالة المثيلة على نطاق الجينوم باستخدام DNase I. بروك. نات. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية. 110 (16): 6376-81. PMCID: PMC3631675
  • A.C. Dantas Machado، T. Zhou، S. Rao، P. Goel، C. Rastogi، A. Lazarovici، HJ Bussemaker † ، R. Rohs † (2014) رؤى متطورة حول كيفية تأثير مثيلة السيتوزين على ارتباط البروتين والحمض النووي. نبذة. Funct. علم الجينوم بيي: elu040. PMCID: قيد المعالجة
  • ر. Tepper * ، J. Ashraf * ، R. Kaletsky ، G. Kleemann ، C. T. Murphy † ، HJ Bussemaker †. (2013) PQM-1 يكمل DAF-16 كمنظم نسخي رئيسي للتطوير وطول العمر بوساطة DAF-2. زنزانة، 154 (3): 676-90. PMCID: PMC3763726

توجت استراتيجيتنا المؤثرة لاكتشاف الأشكال التنظيمية لرابطة الدول المستقلة (Bussemaker ، 2001) مؤخرًا في تصميمنا لـ الميزة خوارزمية لبناء نماذج دقيقة لخصوصية تفاعل البروتين والحمض النووي من بيانات ميكروأري ملزمة للبروتين (Riley et al. ، 2015) ، والتي ظهرت كخوارزمية عالية الأداء في دراسة مرجعية حديثة (Weirauch ، 2013). لقد قمنا أيضًا بتطوير طريقة SELEX-seq ، وقمنا بتطبيقها لفهم الارتباط التعاوني للحمض النووي بواسطة مجمعات بروتينات Hox والعوامل المشتركة لها ، بالتعاون الوثيق مع مجموعتي Richard Mann (كولومبيا) و Remo Rohs (USC).

  • HJ Bussemakerو H. Li و E.D. سيجيا (2001). الكشف عن العناصر التنظيمية باستخدام الارتباط مع التعبير. طبيعة الجينات. 27 ، 167-171. PMCID: لم يتم تعيينه
  • م. Weirauch ، A. Cote ، R. Norel ، M. Annala ، Y. Zhao ، T.R. رايلي ، جيه سايز رودريغيز ، تي كوكلار ، إيه فيدينكو ، إس تالوكدر ، اتحاد دريم 5 ، HJ Bussemaker، Q.D. موريس ، م. بوليك ، جي ستولوفيتسكي ، تي. هيوز. (2013) تقييم طرق نمذجة خصوصية تسلسل عامل النسخ. نات. التكنولوجيا الحيوية.31 (2): 126-34. PMCID: PMC3687085
  • ت. رايلي ، أ.لازاروفيتشي ، ر. مان و HJ Bussemaker. (2015) بناء نماذج دقيقة من التسلسل إلى التقارب من بيانات ربط عالية الإنتاجية في المختبر باستخدام FeatureREDUCE. eLife بيي: e06397.
  • إم سلاتري ، ت. Riley، P. Liu، N. Abe، P. Gomez-Alcala، R. Rohs *، B. Honig *، HJ Bussemaker* ، ر. مان *. (2011) ارتباط العامل المساعد يثير الاختلافات الكامنة في خصوصية ربط الحمض النووي بين بروتينات Hox. زنزانة 147 (6): 1270-82. PMCID: PMC3319069

أدى عملنا في دمج البيانات على مستويات مختلفة (التسلسل ، ربط عامل النسخ ، تعبير الرنا المرسال ، الاختلاف الجيني) إلى استراتيجيات رائدة لتقدير نشاط مستوى البروتين لعوامل النسخ ، وتمييز ارتباط عامل النسخ الوظيفي عن غير الوظيفي (Gao ، 2004) ، وتحليل التنظيم الديناميكي لما بعد النسخ لاستقرار الرنا المرسال (Foat ، 2005) ، واستخدام المعلومات السابقة حول الشبكات التنظيمية لاكتشاف وتوصيف المواقع الجينية العابرة (Lee ، 2010 Lee ، 2014).

  • F. جاو ، قبل الميلاد فوات و HJ Bussemaker (2004). تحديد شبكات النسخ من خلال النمذجة التكاملية لتعبير mRNA وبيانات ربط عامل النسخ. المعلوماتية الحيوية BMC 5 ، 31. PMCID: PMC407845
  • قبل الميلاد فوات ، س.س. هوشماندي ، و. أوليفاس ، HJ Bussemaker (2005). التنميط التنظيمي الخاص بحالة معينة ، على مستوى الجينوم لاستقرار mRNA في الخميرة. بروك. ناتل. أكاد. علوم.الولايات المتحدة الأمريكية. 102 (49): 17675-17680. PMCID PMC1295595
  • إي لي و HJ Bussemaker. (2010) تحديد المحددات الجينية لنشاط عامل النسخ. مول. النظام. بيول. 6: 412. PMCID: PMC2964119
  • إي لي ، جيه دي ريدر ، جيه كول ، إل ويسيلز ، و HJ Bussemaker (2014) تحديد الآليات التنظيمية الكامنة وراء تكون الأورام في الفئران. بروك. نات. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية.111 (15): 5747-52. PMCID: PMC3992641

أخيرًا ، لقد ساهمنا في فهم أفضل لتنظيم الكروماتين وتأثير سياق الكروماتين المحلي على وظيفة عامل النسخ ، كجزء من تعاون طويل الأمد ومستمر مع مجموعة Bas van Steensel في المعهد الهولندي للسرطان.


استخدام اختبارات المنافسة للنمذجة الكمية للربط التعاوني بواسطة عوامل النسخ والروابط الأخرى

خلفية: يمكن استخدام تقاربات بروتينات ربط الحمض النووي للمواقع المستهدفة لنمذجة تنظيم التعبير الجيني. يمكن أن ترتبط هذه البروتينات بالحمض النووي بشكل تعاوني ، مما يؤثر بشدة على تقاربها وخصوصياتها. ومع ذلك ، لا توفر الطرق الحالية لقياس التعاونية الوسائل للتنبؤ بدقة بسلوك الارتباط عبر نطاق واسع من التركيزات.

أساليب: نحن نستخدم أساليب حسابية ورياضية قياسية ، ونطور طرقًا جديدة كما هو موضح في النتائج.

نتائج: نستكشف بعض التعقيدات للربط التعاوني ، ونطور طريقة محسّنة لربط القياسات في المختبر بوظيفة الجسم الحي ، استنادًا إلى التكوين المعقد الثلاثي. نحن نشتق تعبيرات عن التوازن بين المجمعات المختلفة ، ونستكشف قيود التجارب الملزمة التي تمثل النظام باستخدام معلمة واحدة. نحن نصف كيفية استخدام تكوين معقد أحادي الترابط وثلاثي معقد جنبًا إلى جنب لتحديد المعلمات التي لها صلة بالديناميكا الحرارية. قمنا بتطوير طريقة محسنة لإيجاد ثوابت وتركيزات التفكك أحادي الترابط في وقت واحد. نوضح كيف يمكن العثور على عامل التعاون عندما يمكن قياس واحد فقط من ثوابت التفكك أحادية الرابطة.

الاستنتاجات: الطرق التي نطورها تشكل نهجًا محسنًا لنمذجة الربط التعاوني بدقة.

الأهمية العامة: التعبيرات والأساليب التي نطورها لنمذجة وتحليل ارتباط الحمض النووي والتعاون التعاوني قابلة للتطبيق في معظم الحالات التي ترتبط فيها الروابط المتعددة بمواقع متميزة على ركيزة مشتركة. يمكن إدخال المعلمات التي تم تحديدها باستخدام هذه الأساليب في نماذج التعاون عالي المستوى لزيادة قدرتها التنبؤية.

الكلمات الدالة: مسابقة EMSA التعاونية لربط الحمض النووي منحنى تركيب محفور Extradenticle-Homothorax العثور على ثوابت التفكك مخططات التل نمذجة تفاعلات الركيزة الترابطية قياس التعاون.


الارتباط التعاوني للبروتين التنظيمي المستجيب لليوسين (Lrp) بالحمض النووي

ينشط البروتين التنظيمي المستجيب لليوسين (Lrp) للإشريكية القولونية التعبير عن عدد من العوامل ويقمع التعبير عن الآخرين. بالنسبة لبعض أعضاء Lrp regulon ، يخفف الليوسين الخارجي من تأثير Lrp ، بالنسبة للبعض يقوي تأثير Lrp ، وبالنسبة للآخرين ليس له أي تأثير على عمل Lrp. بالنسبة إلى مشغل ilvIH الذي ندرسه ، ينشط Lrp التعبير في الجسم الحي ويتوسط في قمع الأوبرون بواسطة لوسين خارجي. درسنا Lrp-1 ، وهو متغير غير حساس لليوسين ، للتحقيق في الآليات التي يغير بها لوسين عمل Lrp كمنشط لتعبير ilvIH. لم يكن لتغيير Asp114Glu تأثير كبير على مقدار إجمالي Lrp-1 في الخلايا ولكنه قلل من كمية Lrp-1 المجانية من مرتين إلى ثلاثة أضعاف. ترتبط مونومرات Lrp لتشكيل الأوكتامرات والسداسيات (يسود شكل hexadecamer بتركيزات ميكرومولار Kd = 5.27x10 (-8) M) ، ويعزز الليوسين تفكك Lrp hexadecamer إلى أوكتامر مرتبط بالليوسين. على النقيض من ذلك ، فإن Lrp-1 موجود أساسًا باعتباره مثمنًا في المحلول (ثابت تفكك التوازن 6.5x10 (-5) M) ولوسين تأثير ضئيل على التوازن. وبالتالي ، فإن الشكل السداسي الكاشف الذي يفترضه Lrp في حالة عدم وجود DNA غير مطلوب لتفعيل مشغل ilvIH. قلل كل من طفرة الليوسين و lrp-1 التقارب الواضح لربط Lrp بالحمض النووي ilvIH (يحتوي على مجموعتين من مواقع الربط مفصولة بـ 136 نقطة أساس) ولكن لهما تأثيرات مختلفة على تقارب الربط الجوهري وتعاون الربط. في حين أن لوسين قلل من تقاربات الارتباط الجوهرية وتفاعلات Lrps المرتبطة في مناطق المنبع والمصب من ilvIH DNA ، فقد زاد من تفاعلات ثنائية وثنائية Lrps مرتبطة بموقعين متجاورين. على النقيض من ذلك ، لم يكن لطفرة lrp-1 تأثير كبير على تقاربات الارتباط الجوهرية ولكنها قللت من تفاعلات ثنائية ثنائية متجاورة متجاورة وتعزز تفاعلات Lrps المرتبطة في مناطق المنبع والمصب من ilvIH DNA. يتوافق تحليلنا مع فكرة أن الليوسين يعزز تفاعلات dimer-dimer التي تساهم في تكوين octamer ، مما يقلل بشكل متزامن من تفاعلات dimer-dimer التي تساهم في التفاعلات طويلة المدى لـ Lrps المطلوبة لتنشيط مروج ilvIH.


الارتباط التعاوني بالحمض النووي للبروتين المنشط للكاتبوليت للإشريكية القولونية

مشاهدات المقالات هي مجموع تنزيلات النصوص الكاملة للمقالات المتوافقة مع COUNTER منذ نوفمبر 2008 (بتنسيق PDF و HTML) عبر جميع المؤسسات والأفراد. يتم تحديث هذه المقاييس بانتظام لتعكس الاستخدام حتى الأيام القليلة الماضية.

الاقتباسات هي عدد المقالات الأخرى المقتبسة من هذه المقالة ، ويتم حسابها بواسطة Crossref ويتم تحديثها يوميًا. العثور على مزيد من المعلومات حول عدد الاقتباسات Crossref.

درجة الانتباه Altmetric هي مقياس كمي للانتباه الذي تلقته مقالة بحثية عبر الإنترنت. سيؤدي النقر فوق أيقونة الكعك إلى تحميل صفحة على altmetric.com تحتوي على تفاصيل إضافية حول النتيجة ووجود وسائل التواصل الاجتماعي للمقالة المحددة. يمكنك العثور على مزيد من المعلومات حول "نقاط الانتباه البديلة" وكيفية احتساب النتيجة.

ملحوظة: بدلاً من الملخص ، هذه هي الصفحة الأولى للمقالة.


المقدمة

بروتينات مجموعة Polycomb (PcG) هي فئة رئيسية من منظمات الكروماتين التي تقمع التعبير الجيني عن طريق التعديلات اللاجينية (1-4). أحد العناصر الأساسية لبروتينات PcG هو مركب Polycomb القمعي 2 (PRC2) ، وهو ميثيل ترانسفيراز لميثيل أحادي وثنائي وثلاثي الميثيل لبقايا اللايسين 27 من هيستون H3 (H3K27me1 / 2/3) (3 ، 5-7) . يتكون المركب الأساسي لـ PRC2 من أربع وحدات فرعية: مثبط zeste 12 (SUZ12) ، مُحسِّن لـ zeste homologs 1/2 (EZH1 / 2) ، تطور الأديم الظاهر الجنيني (EED) ، وبروتين رابط للورم الأرومي الشبكي 4 (RBBP4) (الشكل 1 أ). قدمت الدراسات البيوكيميائية نظرة ثاقبة لوظيفة تلك الوحدات الفرعية (8-12). على وجه الخصوص ، EZH2 و EED والجزء C من SUZ12 ، هم المسؤولون عن ارتباط الكروماتين وانتشار علامة المثيلة عبر النواة (13-20). تم العثور على وحدات فرعية أخرى للحفاظ على سلامة المجمع وتورط في الارتباط إلى RNAs طويلة غير مشفرة (19 ، 21 ، 22). يمكن أن يوفر التوصيف الهيكلي للمجمع بأكمله وتفاعله مع الكروماتين مزيدًا من التبصر في التعاون بين الوحدات الفرعية لإنشاء تعديلات هيستون والحفاظ عليها.

رسم توضيحي للتوافق الثلاثة الذي تم إنشاؤه للمجمع الأساسي PRC2 عبر نمذجة التماثل. (أ) رسم تخطيطي يبرز المجالات المرتبة (الصندوقية) والمضطربة (الخطية) في كل وحدة فرعية. (ب-د) يتوافق مع التشكل الذي يتبنى مجال C2 مجاني (ب) ، مجال C2 منضم (ج) وبنية باهتة (د)، على التوالى. نظام التلوين هو نفسه الموجود في الجزء أ. لا يتم عرض المناطق المضطربة من أجل الوضوح البصري.

رسم توضيحي للتوافق الثلاثة الذي تم إنشاؤه للمجمع الأساسي PRC2 عبر نمذجة التماثل. (أ) رسم تخطيطي يبرز المجالات المرتبة (الصندوقية) والمضطربة (الخطية) في كل وحدة فرعية. (ب-د) يتوافق مع التشكل الذي يتبنى مجال C2 مجاني (ب) ، مجال C2 منضم (ج) وبنية باهتة (د)، على التوالى. نظام التلوين هو نفسه الموجود في الجزء أ. لا يتم عرض المناطق المضطربة من أجل الوضوح البصري.

تم إحراز تقدم كبير في تحديد هياكل PRC2 عالية الدقة باستخدام المجهر الإلكتروني المبرد (cryo-EM) (19 ، 20 ، 23-25) وعلم البلورات بالأشعة السينية (14-17 ، 26-30). لقد حسنت هذه الدراسات بشكل كبير فهمنا لتنظيم المجمع. لقد كشفوا أيضًا عن اللدونة الهيكلية لـ PRC2 استجابةً لارتباط البروتينات الإضافية. على وجه الخصوص ، ما إذا كان AEBP2 موجودًا أم لا يمكن أن يغير شكل الوحدة الفرعية SUZ12 بشكل كبير (30). يبدو أيضًا أن البروتينات الملحقة تنظم القياس الكيميائي للبروتين ، ووجد أن PHF19 يعمل على تثبيت التشكل الخافت مع واجهة البروتين البروتين التي تشمل الوحدات الفرعية SUZ12 و RBBP4 (30 ، 31).

تأثير التطابقات المختلفة على قدرة PRC2 على ربط الكروماتين وإحداث تغييرات في تنظيم الكروماتين أقل وضوحًا. استحوذت دراسة Cryo-EM الأخيرة على PRC2 مع ثنائي النواة ، مما أدى إلى حل بنية يتلامس فيها مجمع البروتين في وقت واحد مع اثنين من النيوكليوسومات (20). أظهرنا كذلك أن مثل هذه الاتصالات يمكن أن تمتد إلى ما وراء أقرب الجيران ، باستخدام مجموعة من التحليل الطيفي للقوة الجزيئية الفردية والنمذجة الحسابية (32). الأهم من ذلك ، وجدنا أن تفاعلات كروماتين PRC2 تضعف بشكل كبير مع وجود AEBP2 ، مما يدعم دور البروتينات الملحقة وتشكل PRC2 في ربط الكروماتين. الاتصالات بعيدة المدى وغير المجاورة بين PRC2 والنيوكليوسومات لها آثار كبيرة. يقترحون أن العديد من PRC2 قد تعمل بمثابة روابط متقاطعة لضغط الكروماتين وتكثيفه. والجدير بالذكر أن PRC2 وجد بالفعل أنه يرتبط بالمصفوفات النووية بشكل تعاوني (10). قدمت تجارب الفحص المجهري للقوة الذرية الحديثة (33) ملاحظات مباشرة عن الانحناء الناجم عن PRC2 وحلقات الحمض النووي طويل القاع. يمكن أن تساعد دراسة أكثر منهجية حول تفاعلات PRC2 مع DNA في الكشف عن التفاصيل الجزيئية في التأثير الجماعي للعديد من PRC2s على تشوه الحمض النووي.

في هذا العمل ، قمنا بتمييز حالات التوافق المختلفة للمركب الأساسي PRC2 وتفاعله مع الحمض النووي. قمنا ببناء ثلاثة هياكل PRC2 تختلف في حالاتها القلة وتشكيل مجال C2 من الوحدة الفرعية SUZ12. تدعم عمليات محاكاة الديناميكيات الجزيئية لكل ذرات المذيبات الصريحة استقرار الهياكل النموذجية. كشفت عمليات المحاكاة الحبيبية الخشنة أيضًا أن PRC2 يربط الحمض النووي عبر الوحدة الفرعية EZH2 ، مما يؤدي إلى ثني الحمض النووي بسبب الانحناء الجوهري لسطح البروتين. هيكل PRC2 مع C2 منضم ، وهو التشكل الذي يتم ملاحظته غالبًا في وجود AEBP2 ، ينحني الحمض النووي بشكل أقل أهمية من ذلك الذي يحتوي على C2 مجاني. تصبح تفاعلات الحمض النووي المعتمدة على التشكل أكثر وضوحًا في وجود اثنين من PRC2s ، وتكون المجمعات ذات التشكل C2 الحر متعاونة للغاية في حلقات جزيء الحمض النووي. لا يتطلب التعاون بين مجمعات PRC2 تفاعلات مباشرة بين البروتين والبروتين ولكنها تنشأ من التباين من خلال الحمض النووي. تشير هذه المحاكاة إلى إضعاف ارتباط الحمض النووي والانحناء على ارتباط AEBP2 ، وهي ملاحظة مدعومة بتجارب التحليل الطيفي لقوة الجزيء الفردي. تشير دراستنا إلى أن البروتينات الملحقة PRC2 قد تعدل تقارب ارتباط الحمض النووي للمركب الأساسي لنقله نحو مناطق كروماتين محددة لتعديل الهيستون المستهدف.


أهلا بك!

هذه واحدة من أكثر من 2400 دورة تدريبية في OCW. استكشف المواد الخاصة بهذه الدورة التدريبية في الصفحات المرتبطة على اليسار.

معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا OpenCourseWare هو منشور مجاني ومفتوح لمواد من آلاف دورات معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، يغطي منهج معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بأكمله.

لا تسجيل أو تسجيل. تصفح واستخدام مواد OCW بحرية وفقًا لسرعتك الخاصة. لا يوجد اشتراك ولا تواريخ بدء أو انتهاء.

المعرفة هي مكافأتك. استخدم OCW لتوجيه التعلم مدى الحياة ، أو لتعليم الآخرين. لا نقدم ائتمانًا أو شهادة لاستخدام OCW.

صنع للمشاركة. تنزيل الملفات لوقت لاحق. أرسل إلى الأصدقاء والزملاء. قم بالتعديل وإعادة المزج وإعادة الاستخدام (تذكر فقط ذكر OCW كمصدر.)


التعاون

التعاون هي ظاهرة في علم الأحياء تعرضها الإنزيمات أو المستقبلات التي لها مواقع ربط متعددة. يشار إلى هذا على أنه ملزم التعاوني. نرى أيضًا تعاونًا في جزيئات السلسلة الكبيرة المكونة من العديد من الوحدات الفرعية المتطابقة (أو شبه المتطابقة) (مثل الحمض النووي والبروتينات والشحميات الفوسفورية) ، عندما تخضع هذه الجزيئات لتحولات طورية مثل الذوبان أو التفتح أو الفك. يشار إلى هذا باسم تعاونية الوحدة الفرعية.

الربط التعاوني

معرفة إضافية موصى بها

دليل مهارات المختبر الأساسية

دليل التعامل الصحيح مع اختبار الوزن: 12 نصيحة عملية

8 خطوات للحصول على توازن نظيف - و 5 حلول للحفاظ على نظافته

عندما ترتبط الركيزة بالموقع النشط لوحدة فرعية إنزيمية ، يتم تحفيز باقي الوحدات الفرعية وتصبح نشطة. يمكن أن يكون للروابط إما عدم تعاون أو تعاون إيجابي أو تعاون سلبي.

مثال على التعاون الإيجابي هو ارتباط الأكسجين بالهيموغلوبين. يمكن لجزيء الأكسجين أن يرتبط بالحديد 2+ في حلقة البورفيرين لجزيء الهيم في كل من السلاسل الأربعة لجزيء الهيموجلوبين. يحتوي Deoxy-hemoglobin على ألفة منخفضة نسبيًا للأكسجين ولكن عندما يرتبط جزيء واحد بهيم واحد ، يزداد تقارب الأكسجين ، مما يسمح للجزيء الثاني بالارتباط بشكل أسهل ، والثالث والرابع أسهل من ذلك. انجذاب الأكسجين لـ 3-أوكسي-الهيموغلوبين هو

300 مرة أكبر من الديوكسي الهيموجلوبين. يؤدي هذا السلوك إلى أن يكون منحنى تقارب الهيموجلوبين سينيًا ، وليس زائديًا كما هو الحال مع الميوغلوبين الأحادي. من خلال نفس العملية ، تزداد قدرة الهيموغلوبين على فقد الأكسجين مع ارتباط عدد أقل من جزيئات الأكسجين.

يعني التعاون السلبي أن العكس سيكون صحيحًا ، حيث أنه عندما ترتبط الروابط بالبروتين ، فإن تقارب البروتين للرابط سوف ينخفض. مثال على حدوث ذلك هو العلاقة بين glyceraldehyde-3-phosphate وإنزيم glyceraldehyde-3-phosphate Dehydrogenase.

يشير التعاون المتماثل إلى حقيقة أن الجزيء الذي يسبب التعاون هو الذي سيتأثر به. التعاون غير المتجانسة هو المكان الذي تتسبب فيه مادة ثالثة في التغيير في التقارب.

تعاون الوحدة الفرعية

التعاونية ليست مجرد ظاهرة لربط الترابط ، ولكنها تنطبق أيضًا في أي وقت تجعل التفاعلات النشطة من الأسهل أو الأكثر صعوبة حدوث شيء يتضمن وحدات متعددة مقارنة بالوحدات الفردية. (هذا أسهل أو أكثر صعوبة مقارنة بما يمكن توقعه عند احتساب إضافة وحدات متعددة فقط). على سبيل المثال ، ينطوي تفكيك الحمض النووي على التعاون. يجب فك أجزاء من الحمض النووي حتى يقوم الحمض النووي بوظائفه: النسخ المتماثل والنسخ وإعادة التركيب. يسهّل التعاون الإيجابي بين نيوكليوتيدات الحمض النووي المجاورة فك مجموعة كاملة من النيوكليوتيدات المجاورة بدلاً من فك نفس العدد من النيوكليوتيدات المنتشرة على طول سلسلة الحمض النووي. حجم الوحدة التعاونية هو عدد القواعد المجاورة التي تميل إلى الاسترخاء كوحدة واحدة بسبب تأثيرات التعاون الإيجابي. هذا النوع من التعاون ينطبق أيضًا على أنواع أخرى من جزيئات السلسلة. على سبيل المثال في طي وفتح البروتينات والإنزيمات. وفي "ذوبان" سلاسل الفسفوليبيد التي تتكون منها أغشية الخلايا.

الانتروبيا والتعاون

في جميع أنواع التعاون المذكورة أعلاه ، تلعب الإنتروبيا دورًا. على سبيل المثال ، في حالة ارتباط الأكسجين بالهيموجلوبين ، يحتوي الأكسجين الأول على أربعة أماكن مختلفة حيث يمكنه الارتباط. يمثل هذا حالة من الانتروبيا أعلى نسبيًا مقارنة بربط الأكسجين الأخير الذي يحتوي على مكان واحد فقط يمكن أن يرتبط فيه. وهكذا ، في الانتقال من الحالة غير المرتبطة إلى الحالة المقيدة ، يجب أن يتغلب الأكسجين الأول على تغير أكبر في الانتروبيا من الأكسجين الأخير. هذا الاختلاف في الانتروبيا هو السبب الرئيسي للتعاون الإيجابي في ربط الأكسجين بالهيموغلوبين.


مراجع

Anantharaman، A.، Gholamalamdari، O.، Khan، A.، Yoon، J.H، Jantsch، M.F، Hartner، J.C، et al. (2017 أ). إنزيمات تحرير الحمض النووي الريبي ADAR1 و ADAR2 تنظم بشكل متناسق التحرير والتعبير عن الحمض النووي الريبي Ctn RNA. FEBS ليت. 591 ، 2890 & # x020132904. دوى: 10.1002 / 1873-3468.12795

Anantharaman، A.، Tripathi، V.، Khan، A.، Yoon، J.H، Singh، D.K، Gholamalamdari، O.، et al. (2017 ب). ينظم ADAR2 استقرار الحمض النووي الريبي عن طريق تعديل الوصول إلى بروتينات ربط الحمض النووي الريبي المعززة للاضمحلال. الدقة الأحماض النووية. 45 ، 4189 & # x020134201. دوى: 10.1093 / nar / gkw1304

Ayala ، Y.M ، De Conti ، L. ، Avenda & # x000F1o-V & # x000E1zquez ، S.E ، Dhir ، A. ، Romano ، M. ، D & # x00027Ambrogio ، A. ، et al. (2011). ينظم TDP-43 مستويات الرنا المرسال من خلال حلقة التغذية الراجعة السلبية. EMBO J. 30 ، 277 & # x02013288. دوى: 10.1038 / emboj.2010.310

برادلي ، ت. ، كوك ، إم إي ، وبلانشيت ، إم. (2015). تتحكم بروتينات SR في شبكة معقدة من أحداث معالجة الحمض النووي الريبي. RNA 21 ، 75 & # x0201392. دوى: 10.1261 / rna.043893.113

كامبل ، زد ت ، بهيمساريا ، دي ، فالي ، سي تي ، رودريغيز مارتينيز ، جي إيه ، مينيتشيلي ، إي ، ويليامسون ، جي آر ، وآخرون. (2012). التعاون في تفاعلات بروتين الحمض النووي الريبي: التحليل العالمي لخصوصية ربط الحمض النووي الريبي. مندوب الخلية. 1، 570 & # x02013581. دوى: 10.1016 / j.celrep.2012.04.003

تشين ، C.-Y. A. ، Zhang ، Y. ، Xiang ، Y. ، Han ، L. ، and Shyu ، A.B (2017). الإجراءات العدائية لاثنين من الأشكال الإسوية البشرية Pan3 على معدل دوران الرنا المرسال العالمي. RNA 23 ، 1404 & # x020131418. دوى: 10.1261 / rna.061556.117

Cho, S. J., Zhang, J., and Chen, X. (2010). RNPC1 modulates the RNA-binding activity of, and cooperates with, HuR to regulate p21 mRNA stability. الدقة الأحماض النووية. 38, 2256�. doi: 10.1093/nar/gkp1229

Coelho, M. B., Attig, J., Bellora, N., König, J., Hallegger, M., Kayikci, M., et al. (2015). Nuclear matrix protein Matrin3 regulates alternative splicing and forms overlapping regulatory networks with PTB. EMBO J. 34, 653�. doi: 10.15252/embj.201489852

Copsey, A. C., Cooper, S., Parker, R., Lineham, E., Lapworth, C., Jallad, D., et al. (2017). DDX3X interacts with PABP1 and caprin-1 at the leading edge of migrating fibroblasts and is required for efficient cell spreading. بيوتشيم. ج. 474, 3109�. doi: 10.1042/BCJ20170354

Dai, W., Zhang, G., and Makeyev, E. V. (2012). RNA-binding protein HuR autoregulates its expression by promoting alternative polyadenylation site usage. الدقة الأحماض النووية. 40, 787�. doi: 10.1093/nar/gkr783

Damianov, A., Ying, Y., Lin, C. H., Lee, J. A., Tran, D., Vashisht, A. A., et al. (2016). Rbfox proteins regulate splicing as part of a large multiprotein complex LASR. Cell 165, 606�. doi: 10.1016/j.cell.2016.03.040

Dassi, E., Re, A., Leo, S., Tebaldi, T., Pasini, L., Peroni, D., et al. (2014). AURA 2. ترجمة 2:e27738. doi: 10.4161/trla.27738

Dassi, E., Zuccotti, P., Leo, S., Provenzani, A., Assfalg, M., D'Onofrio, M., et al. (2013). Hyper conserved elements in vertebrate mRNA 3'-UTRs reveal a translational network of RNA-binding proteins controlled by HuR. الدقة الأحماض النووية. 41, 3201�. doi: 10.1093/nar/gkt017

Dassi, E., Zuccotti, P., Peroni, D., Potrich, V., and Quattrone, A. (2016). The architecture of the human RNA-binding protein regulatory network. bioRxiv. doi: 10.1101/041426

De Conti, L., Baralle, M., and Buratti, E. (2017). Neurodegeneration and RNA-binding proteins. Wiley Interdiscip. Rev. RNA 8:e1394. doi: 10.1002/wrna.1394

Fagg, W. S., Samuel Fagg, W., and Ares, M. (2017). Autogenous cross-regulation of quaking mRNA processing and translation balances quaking functions in splicing and translation. bioRxiv. doi: 10.1101/127936

Gazzara, M. R., Mallory, M. J., Roytenberg, R., Lindberg, J. P., Jha, A., Lynch, K. W., et al. (2017). Ancient antagonism between CELF and RBFOX families tunes mRNA splicing outcomes. الدقة الجينوم. 27, 1360�. doi: 10.1101/gr.220517.117

Gerstberger, S., Hafner, M., and Tuschl, T. (2014). A census of human RNA-binding proteins. نات. القس جينيه. 15, 829�. doi: 10.1038/nrg3813

Glisovic, T., Bachorik, J. L., Yong, J., and Dreyfuss, G. (2008). RNA-binding proteins and post-transcriptional gene regulation. FEBS Lett. 582, 1977�. doi: 10.1016/j.febslet.2008.03.004

Gribling-Burrer, A.-S., Leichter, M., Wurth, L., Huttin, A., Schlotter, F., Troffer-Charlier, N., et al. (2017). SECIS-binding protein 2 interacts with the SMN complex and the methylosome for selenoprotein mRNP assembly and translation. الدقة الأحماض النووية. 45, 5399�. doi: 10.1093/nar/gkx031

HafezQorani, S., Lafzi, A., de Bruin, R. G., van Zonneveld, A. J., van der Veer, E. P., Son, Y. A., et al. (2016). Modeling the combined effect of RNA-binding proteins and microRNAs in post-transcriptional regulation. الدقة الأحماض النووية. 44:e83. doi: 10.1093/nar/gkw048

Hall, M. P., Nagel, R. J., Fagg, W. S., Shiue, L., Cline, M. S., Perriman, R. J., et al. (2013). Quaking and PTB control overlapping splicing regulatory networks during muscle cell differentiation. RNA 19, 627�. doi: 10.1261/rna.038422.113

Hogan, D. J., Riordan, D. P., Gerber, A. P., Herschlag, D., and Brown, P. O. (2008). Diverse RNA-binding proteins interact with functionally related sets of RNAs, suggesting an extensive regulatory system. PLoS Biol. 6:e255. doi: 10.1371/journal.pbio.0060255

Hopkins, T. G., Mura, M., Al-Ashtal, H. A., Lahr, R. M., Abd-Latip, N., Sweeney, K., et al. (2016). The RNA-binding protein LARP1 is a post-transcriptional regulator of survival and tumorigenesis in ovarian cancer. الدقة الأحماض النووية. 44, 1227�. doi: 10.1093/nar/gkv1515

Jangi, M., Boutz, P. L., Paul, P., and Sharp, P. A. (2014). Rbfox2 controls autoregulation in RNA-binding protein networks. تطوير الجينات. 28, 637�. doi: 10.1101/gad.235770.113

Kawahara, H., Imai, T., Imataka, H., Tsujimoto, M., Matsumoto, K., and Okano, H. (2008). Neural RNA-binding protein Musashi1 inhibits translation initiation by competing with eIF4G for PABP. J. خلية بيول. 181, 639�. doi: 10.1083/jcb.200708004

Kawai, T., Lal, A., Yang, X., Galban, S., Mazan-Mamczarz, K., and Gorospe, M. (2006). Translational control of cytochrome c by RNA-binding proteins TIA-1 and HuR. مول. زنزانة. بيول. 26, 3295�. doi: 10.1128/MCB.26.8.3295-3307.2006

Keene, J. D. (2007). RNA regulons: coordination of post-transcriptional events. نات. القس جينيه. 8, 533�. doi: 10.1038/nrg2111

Kim, S. H., Shanware, N. P., Bowler, M. J., and Tibbetts, R. S. (2010). Amyotrophic lateral sclerosis-associated proteins TDP-43 and FUS/TLS Function in a common biochemical complex to co-regulate HDAC6 mRNA. J. بيول. تشيم. 285, 34097�. doi: 10.1074/jbc.M110.154831

Kini, H. K., Silverman, I. M., Ji, X., Gregory, B. D., and Liebhaber, S. A. (2015). Cytoplasmic poly(A) binding protein-1 binds to genomically encoded sequences within mammalian mRNAs. RNA 22, 61�. doi: 10.1261/rna.053447.115

Lal, A., Mazan-Mamczarz, K., Kawai, T., Yang, X., Martindale, J. L., and Gorospe, M. (2004). Concurrent versus individual binding of HuR and AUF1 to common labile target mRNAs. EMBO J. 23, 3092�. doi: 10.1038/sj.emboj.7600305

Lapointe, C. P., Preston, M. A., Wilinski, D., Saunders, H. A. J., Campbell, Z. T., and Wickens, M. (2017). Architecture and dynamics of overlapped RNA regulatory networks. RNA. doi: 10.1261/rna.062687.117. [Epub ahead of print].

Le Guiner, C., Lejeune, F., Galiana, D., Kister, L., Breathnach, R., Stévenin, J., et al. (2001). TIA-1 and TIAR activate splicing of alternative Exons with weak 5′ splice sites followed by a U-rich stretch on their own Pre-mRNAs. J. بيول. تشيم. 276, 40638�. doi: 10.1074/jbc.M105642200

Liu, L., Ouyang, M., Rao, J. N., Zou, T., Xiao, L., Chung, H. K., et al. (2015). Competition between RNA-binding proteins CELF1 and HuR modulates MYC translation and intestinal epithelium renewal. مول. بيول. Cell 26, 1797�. doi: 10.1091/mbc.E14-11-1500

Loiselle, J. J., Roy, J. G., and Sutherland, L. C. (2017). RBM10 promotes transformation-associated processes in small cell lung cancer and is directly regulated by RBM5. بلوس واحد 12:e0180258. doi: 10.1371/journal.pone.0180258

Lunde, B. M., Moore, C., and Varani, G. (2007). RNA-binding proteins: modular design for efficient function. نات. القس مول. خلية بيول. 8, 479�. doi: 10.1038/nrm2178

Luo, W., Ji, Z., Pan, Z., You, B., Hoque, M., Li, W., et al. (2013). The Conserved intronic cleavage and polyadenylation site of CstF-77 Gene imparts control of 3′ end processing activity through feedback autoregulation and by U1 snRNP. بلوس جينيت. 9:e1003613. doi: 10.1371/journal.pgen.1003613

Lyabin, D. N., Eliseeva, I. A., Skabkina, O. V., and Ovchinnikov, L. P. (2011). Interplay between Y-box-binding protein 1 (YB-1) and poly(A) binding protein (PABP) in specific regulation of YB-1 mRNA translation. RNA بيول. 8, 883�. doi: 10.4161/rna.8.5.16022

Mansfield, K. D., and Keene, J. D. (2012). Neuron-specific ELAV/Hu proteins suppress HuR mRNA during neuronal differentiation by alternative polyadenylation. الدقة الأحماض النووية. 40, 2734�. doi: 10.1093/nar/gkr1114

McGlincy, N. J., Tan, L. Y., Paul, N., Zavolan, M., Lilley, K. S., and Smith, C. W. J. (2010). Expression proteomics of UPF1 knockdown in HeLa cells reveals autoregulation of hnRNP A2/B1 mediated by alternative splicing resulting in nonsense-mediated mRNA decay. BMC Genomics 11:565. doi: 10.1186/1471-2164-11-565

Min, K. W., Jo, M. H., Shin, S., Davila, S., Zealy, R. W., Kang, S. I., et al. (2017). AUF1 facilitates microRNA-mediated gene silencing. الدقة الأحماض النووية. 45, 6064�. doi: 10.1093/nar/gkx149

Mittal, N., Scherrer, T., Gerber, A. P., and Janga, S. C. (2011). Interplay between posttranscriptional and posttranslational interactions of RNA-binding proteins. جيه مول. بيول. 409, 466�. doi: 10.1016/j.jmb.2011.03.064

Mizutani, R., Imamachi, N., Suzuki, Y., Yoshida, H., Tochigi, N., Oonishi, T., et al. (2016). Oncofetal protein IGF2BP3 facilitates the activity of proto-oncogene protein eIF4E through the destabilization of EIF4E-BP2 mRNA. الأورام 35, 3495�. doi: 10.1038/onc.2015.410

Mukherjee, N., Jacobs, N. C., Hafner, M., Kennington, E. A., Nusbaum, J. D., Tuschl, T., et al. (2014). Global target mRNA specification and regulation by the RNA-binding protein ZFP36. جينوم بيول. 15:R12. doi: 10.1186/gb-2014-15-1-r12

Nakamura, H., Kawagishi, H., Watanabe, A., Sugimoto, K., Maruyama, M., and Sugimoto, M. (2011). Cooperative role of the RNA-binding proteins Hzf and HuR in p53 activation. مول. زنزانة. بيول. 31, 1997�. doi: 10.1128/MCB.01424-10

Okunola, H. L., and Krainer, A. R. (2009). Cooperative-binding and splicing-repressive properties of hnRNP A1. مول. زنزانة. بيول. 29, 5620�. doi: 10.1128/MCB.01678-08

Peng, Y., Yuan, J., Zhang, Z., and Chang, X. (2017). Cytoplasmic poly(A)-binding protein 1 (PABPC1) interacts with the RNA-binding protein hnRNPLL and thereby regulates immunoglobulin secretion in plasma cells. J. بيول. تشيم. 292, 12285�. doi: 10.1074/jbc.M117.794834

Plass, M., Rasmussen, S. H., and Krogh, A. (2017). Highly accessible AU-rich regions in 3' untranslated regions are hotspots for binding of regulatory factors. PLoS Comput. بيول. 13:e1005460. doi: 10.1371/journal.pcbi.1005460

Qi, M. Y., Wang, Z. Z., Zhang, Z., Shao, Q., Zeng, A., Li, X. Q., et al. (2012). AU-rich-element-dependent translation repression requires the cooperation of tristetraprolin and RCK/P54. مول. زنزانة. بيول. 32, 913�. doi: 10.1128/MCB.05340-11

Rahman, M. A., Masuda, A., Ohe, K., Ito, M., Hutchinson, D. O., Mayeda, A., et al. (2013). HnRNP L and hnRNP LL antagonistically modulate PTB-mediated splicing suppression of CHRNA1 pre-mRNA. علوم. اعادة عد. 3:2931. doi: 10.1038/srep02931

Reznik, B., Clement, S. L., and Lykke-Andersen, J. (2014). hnRNP F Complexes with tristetraprolin and stimulates ARE-mRNA decay. بلوس واحد 9:e100992. doi: 10.1371/journal.pone.0100992

Rossbach, O., Hung, L.-H., Schreiner, S., Grishina, I., Heiner, M., Hui, J., et al. (2009). Auto- and cross-regulation of the hnRNP L proteins by alternative splicing. مول. زنزانة. بيول. 29, 1442�. doi: 10.1128/MCB.01689-08

Savva, Y. A., Jepson, J. E. C., Sahin, A., Sugden, A. U., Dorsky, J. S., Alpert, L., et al. (2012). Auto-regulatory RNA editing fine-tunes mRNA re-coding and complex behaviour in Drosophila. نات. كومون. 3:790. doi: 10.1038/ncomms1789

Shwetha, S., Kumar, A., Mullick, R., Vasudevan, D., Mukherjee, N., and Das, S. (2015). HuR displaces Polypyrimidine tract binding protein to facilitate la binding to the 3′ untranslated region and enhances Hepatitis C virus replication. J. فيرول. 89, 11356�. doi: 10.1128/JVI.01714-15

Stoilov, P. (2004). Human tra2-beta1 autoregulates its protein concentration by influencing alternative splicing of its pre-mRNA. همم. مول. جينيه. 13, 509�. doi: 10.1093/hmg/ddh051

Sun, Y., Bao, Y., Han, W., Song, F., Shen, X., Zhao, J., et al. (2017). Autoregulation of RBM10 and cross-regulation of RBM10/RBM5 via alternative splicing-coupled nonsense-mediated decay. الدقة الأحماض النووية. 45, 8524�. doi: 10.1093/nar/gkx508

Sureau, A., Gattoni, R., Dooghe, Y., Stévenin, J., and Soret, J. (2001). SC35 autoregulates its expression by promoting splicing events that destabilize its mRNAs. EMBO J. 20, 1785�. doi: 10.1093/emboj/20.7.1785

Triboulet, R., Chang, H. M., Lapierre, R. J., and Gregory, R. I. (2009). Post-transcriptional control of DGCR8 expression by the Microprocessor. RNA 15, 1005�. doi: 10.1261/rna.1591709

Vo, D. T., Abdelmohsen, K., Martindale, J. L., Qiao, M., Tominaga, K., Burton, T. L., et al. (2012). The oncogenic RNA-binding protein Musashi1 is regulated by HuR via mRNA translation and stability in glioblastoma cells. مول. الدقة السرطان. 10, 143�. doi: 10.1158/1541-7786.MCR-11-0208

Vu, L. P., Prieto, C., Amin, E. M., Chhangawala, S., Krivtsov, A., Calvo-Vidal, M. N., et al. (2017). Functional screen of MSI2 interactors identifies an essential role for SYNCRIP in myeloid leukemia stem cells. نات. جينيه. 49, 866�. doi: 10.1038/ng.3854

Wang, D., Yan, K. K., Sisu, C., Cheng, C., Rozowsky, J., Meyerson, W., et al. (2015). Loregic: a method to characterize the cooperative logic of regulatory factors. PLoS Comput. بيول. 11:e1004132. doi: 10.1371/journal.pcbi.1004132

Wang, I. X., So, E., Devlin, J. L., Zhao, Y., Wu, M., and Cheung, V. G. (2013). ADAR regulates RNA editing, transcript stability, and gene expression. Cell Rep. 5, 849�. doi: 10.1016/j.celrep.2013.10.002

Weidensdorfer, D., Stöhr, N., Baude, A., Lederer, M., Köhn, M., Schierhorn, A., et al. (2009). Control of c-myc mRNA stability by IGF2BP1-associated cytoplasmic RNPs. RNA 15, 104�. doi: 10.1261/rna.1175909

Weill, L., Belloc, E., Castellazzi, C. L., and Méndez, R. (2017). Musashi 1 regulates the timing and extent of meiotic mRNA translational activation by promoting the use of specific CPEs. نات. Struct. مول. بيول. 24, 672�. doi: 10.1038/nsmb.3434

Wheeler, E. C., Van Nostrand, E. L., and Yeo, G. W. (2017). Advances and challenges in the detection of transcriptome-wide protein-RNA interactions. Wiley Interdiscip. Rev. RNA. doi: 10.1002/wrna.1436. [Epub ahead of print].

Wigington, C. P., Jung, J., Rye, E. A., Belauret, S. L., Philpot, A. M., Feng, Y., et al. (2015). Post-transcriptional regulation of programmed cell death 4 (PDCD4) mRNA by the RNA-binding proteins human antigen R (HuR) and T-cell intracellular antigen 1 (TIA1). J. بيول. تشيم. 290, 3468�. doi: 10.1074/jbc.M114.631937

Wollerton, M. C., Gooding, C., Wagner, E. J., Garcia-Blanco, M. A., and Smith, C. W. J. (2004). Autoregulation of polypyrimidine tract binding protein by alternative splicing leading to nonsense-mediated decay. مول. Cell 13, 91�. doi: 10.1016/S1097-2765(03)00502-1

Wu, X., Chesoni, S., Rondeau, G., Tempesta, C., Patel, R., Charles, S., et al. (2013). Combinatorial mRNA binding by AUF1 and Argonaute 2 controls decay of selected target mRNAs. الدقة الأحماض النووية. 41, 2644�. doi: 10.1093/nar/gks1453

Wurth, L., and Gebauer, F. (2015). RNA-binding proteins, multifaceted translational regulators in cancer. بيوكيم. بيوفيز. اكتا 1849, 881�. doi: 10.1016/j.bbagrm.2014.10.001

Yang, R., Gaidamakov, S. A., Xie, J., Lee, J., Martino, L., Kozlov, G., et al. (2010). La-related protein 4 binds Poly(A), interacts with the Poly(A)-binding protein MLLE domain via a variant PAM2w Motif, and can promote mRNA stability. مول. زنزانة. بيول. 31, 542�. doi: 10.1128/MCB.01162-10

Yu, T. X., Rao, J. N., Zou, T., Liu, L., Xiao, L., Ouyang, M., et al. (2013). Competitive binding of CUGBP1 and HuR to occludin mRNA controls its translation and modulates epithelial barrier function. مول. بيول. Cell 24, 85�. doi: 10.1091/mbc.E12-07-0531

Zanzoni, A., Marchese, D., Agostini, F., Bolognesi, B., Cirillo, D., Botta-Orfila, M., et al. (2013). Principles of self-organization in biological pathways: a hypothesis on the autogenous association of alpha-synuclein. الدقة الأحماض النووية. 41, 9987�. doi: 10.1093/nar/gkt794

Zarnack, K., König, J., Tajnik, M., Martincorena, I., Eustermann, S., Stévant, I., et al. (2013). Direct competition between hnRNP C and U2AF65 protects the transcriptome from the exonization of Alu elements. Cell 152, 453�. doi: 10.1016/j.cell.2012.12.023

Zhang, J., Kong, L., Guo, S., Bu, M., Guo, Q., Xiong, Y., et al. (2016). hnRNPs and ELAVL1 cooperate with uORFs to inhibit protein translation. الدقة الأحماض النووية. 45, 2849�. doi: 10.1093/nar/gkw991

Zhang, X., Chen, X., Liu, Q., Zhang, S., and Hu, W. (2017). Translation repression via modulation of the cytoplasmic poly(A)-binding protein in the inflammatory response. Elife 6:e27786. doi: 10.7554/eLife.27786

Zhou, Y., Liu, S., Liu, G., Oztürk, A., and Hicks, G. G. (2013). ALS-associated FUS mutations result in compromised FUS alternative splicing and autoregulation. بلوس جينيت. 9:e1003895. doi: 10.1371/journal.pgen.1003895

Zhu, J., Mayeda, A., and Krainer, A. R. (2001). Exon identity established through differential antagonism between exonic splicing silencer-bound hnRNP A1 and enhancer-bound SR proteins. مول. Cell 8, 1351�. doi: 10.1016/S1097-2765(01)00409-9

Keywords: RNA-binding proteins, post-transcriptional regulation, regulatory networks, regulatory elements, cooperation, competition, autoregulation

Citation: Dassi E (2017) Handshakes and Fights: The Regulatory Interplay of RNA-Binding Proteins. أمام. مول. Biosci. 4:67. doi: 10.3389/fmolb.2017.00067

Received: 29 August 2017 Accepted: 20 September 2017
Published: 29 September 2017.

Ulf Andersson Ørom, Max Planck Institute for Molecular Genetics, Germany

Igor Ulitsky, Whitehead Institute for Biomedical Research, United States
Barbara Bardoni, Centre National de la Recherche Scientifique UMR7275 Institut de Pharmacologie Molຜulaire et Cellulaire, France

Copyright © 2017 Dassi. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). يُسمح بالاستخدام أو التوزيع أو الاستنساخ في منتديات أخرى ، بشرط أن يتم اعتماد المؤلف (المؤلفين) الأصلي أو المرخص له وأن يتم الاستشهاد بالنشر الأصلي في هذه المجلة ، وفقًا للممارسات الأكاديمية المقبولة. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.


شاهد الفيديو: علم الأحياء تحت المجهر: ما الحمض النووي والحمض النووي الريبي (سبتمبر 2022).


تعليقات:

  1. Arakasa

    هناك شيء حول ذلك ، وهي فكرة جيدة. أنا أدعمك.

  2. Twiford

    مدهش! شكرًا!!!

  3. Kerg

    فكرة مشرقة وفي الوقت المناسب



اكتب رسالة