Kompleksy białkowe, chromatyna i choroby
Chromatyna jest makromolekularnym kompleksem DNA i białek, który uczestniczy w regulacji procesów związanych z metabolizmem DNA, takich jak replikacja, transkrypcja i naprawa. Procesy te kontrolowane są przez kompleksy białkowe, które oddziałują z nukleosomami — strukturalnymi podjednostkami chromatyny. Projekt MSL1-MSL3-MOF poświęcony jest badaniom nad jednym z takich kompleksów regulatorowych. Białko MOF jest acetylotransferazą uczestniczącą w transkrypcji DNA. Pozostałe dwa białka w badanym kompleksie (MSL1 i MSL3) wzmagają aktywność enzymatyczną MOF. Szczegóły wzajemnych interakcji między składowymi tego kompleksu oraz ich reakcji z chromatyną są nieznane. Niniejsze badania podjęto w nadziei na uzupełnienie tej luki. Badacze odtworzyli, oczyścili i biochemicznie scharakteryzowali badany kompleks białkowy, a następnie zmapowali interakcje między jego składowymi w celu określenia jego aktywności katalitycznej. Zespół badawczy podjął próbę wstępnej trójwymiarowej rekonstrukcji tego kompleksu oraz zaprojektował i przetestował protokół składania i oczyszczania substratu chromatynowego. Przed przeprowadzeniem rentgenografii strukturalnej kompleksu MSL1-MSL3-MOF konieczne było określenie warunków krystalizacji oraz przeprowadzenie analizy strukturalnej z użyciem systemu modelowego. Ponieważ krystalografia dużych kompleksów DNA i białek jest bardzo wymagająca, w celu określenia odpowiednich warunków dla tego procesu zastosowano dobrze scharakteryzowane białko wiążące nukleosom (odcinek homologiczny do bromodomeny (BAH)). Struktura BAH została z powodzeniem zbadana, dzięki czemu ujawniona została zmiana konformacji wywołana acetylacją N-terminalnego końca białka, co jest powszechną modyfikacją post-translacyjną u eukariotów. Odkryta zmiana konformacyjna umiejscowiła acetylowany BAH bliżej nukleosomu w porównaniu z umiejscowieniem nieacetylowanego BAH. Wynik ten sugeruje ogólną rolę N-acetylacji w interakcjach białek. Tym samym, zastosowanie tego systemu modelowania pozwoliło nie tylko na określenie warunków dla rentgenografii strukturalnej kompleksu MOF, ale także na pozyskanie nowych informacji o strukturze białek. Ponieważ wiele kompleksów regulujących chromatynę związanych jest z chorobami, rozpoznanie ich struktur umożliwi projektowanie specyficznych leków w odpowiedzi na ten problem. Prace poczynione w ramach tego projektu stanowią pierwszy krok ku temu szczytnemu celowi.
Słowa kluczowe
Kompleksy białkowe, chromatyna, DNA, regulacja chromatyny, metabolizm DNA, białko MSL1, białko MSL3, białko MOF, rentgenografia strukturalna, nukleosom, odcinek homologiczny do bromodomeny (BAH), interakcje między białkami
