锌指蛋白WT1与DNA识别机制的分子动力学模拟研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qunimad41197579
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DNA与蛋白质都是生命体内最重要的生物大分子,二者均为构成生物机体不同层次结构的重要组成成分。蛋白质与DNA之间有着不可分割的关系。蛋白质的合成依赖于DNA中的遗传信息,而生物功能的实现又需要通过蛋白质作为载体。在本论文中我们主要关注的是锌指蛋白WT1。锌指蛋白WT1是一种转录因子,发现最初由于其具有预防儿科肾母细胞瘤的作用而被认为是一种肿瘤抑制蛋白,后续研究发现它在癌症的发生发展进程中发挥着复杂的生理作用。WT1蛋白由10个外显子编码,其N末端包含转录激活及抑制结构域,C末端包含4个相串联的锌指结构域,其中外显子9是胚系突变的重要靶点,位于此处的突变与Denys-Drash综合征有紧密的联系。发生于9号外显子末端的可变剪接在第3和第4锌指结构域之间插入赖氨酸、苏氨酸及丝氨酸(KTS)三个氨基酸则会导致WT1蛋白的DNA结合能力与特异性发生改变。本论文选取了蛋白质数据库中编码为2PRT的WT1(-KTS)亚型蛋白质-DNA复合物,并在其基础上构建了三个不同的WT1蛋白突变体复合物进行下一步研究。在本论文中,我们采用分子动力学模拟的方法研究了锌指蛋白与DNA的识别机制,并采用MM-PBSA的方法来计算体系的自由能。计算结果表明,突变会导致WT1蛋白的关键残基分解能发生改变,使得对整体结构起稳定作用的氢键消失或减弱,进而对整个蛋白与DNA的识别能力产生影响。同时我们发现,位于锌指2上的Lys351,Arg366,Arg375和Arg376,位于锌指3上的Lys399和Arg403,以及位于锌指4上的Arg424和Arg430八个氨基酸残基对于WT1蛋白对DNA的识别与稳定起到至关重要的作用。本论文为研究WT1蛋白的DNA识别模式提供了原子水平上的实验数据,对于进一步了解蛋白质的结构-功能关系具有重要的意义。
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