ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ БЕЛКА HMG1 С ПЛАЗМИДНОЙ ДНК

Поляничко А. М., Базанова А. В.
Институт цитологии РАН, 191040 Санкт-Петербург
Белок HMG1 и близкий к нему белок HMG2 присутствуют в хроматине всех эукариот в значительных количествах. В последнее время было обнаружено, что аминокислотные последовательности, гомологичные "HMG-boxes", образуют ДНК-связывающие области во многих регуляторных белках. Известно, что белок HMG1 при взаимодействии с ДНК индуцирует ее суперспирализацию и компактизацию и предпочтительно взаимодействует с участками ДНК, имеющими необычную конформацию. Обнаружено, что плазмидная ДНК в комплексе с HMG1 может проникать в клетки, проявляя способность к эффективной экспрессии введенных репортерных генов. Было налажено культивирование штамма дрожжей Pichia pastoris, несущего экспрессирующий вектор с клонированным геном HMG1 тимуса крысы. Штамм был любезно предоставлен проф. Кутелем (Imperial College School of Medicine at St.Mary's, London). Синтез HMG1 индуцировали выращиванием Pichia pastoris на среде с метанолом при 30°С в течение 48 ч. Очистку белка проводили с помощью ионообменной хроматографии с последующим диализом и лиофилизацией. Количественную оценку выхода осуществляли электрофоретическими и спектроскопическими методами. Для получения комплекса ДНК-HMG1 использовали плазмидную ДНК pCMV Luci, выделение которой проводили по стандартной методике. Использование плазмидной ДНК в подобных экспериментах является предпочтительным, поскольку именно суперспиральная форма плазмидной ДНК признана удовлетворительной моделью для изучения взаимодействия ядерных белков с нуклеиновыми кислотами. Исследуемые комплексы формировали прямым смешиванием растворов ДНК и белка известных концентраций в 0,15 M NaCl/10 мM Tris-HCl (pH 8,0). Аналитическое центрифугирование комплексов проводили на ультрацентрифуге Beckman Model E, снабженной абсорбционной оптикой, монохроматором и фотоэлектрической системой регистрации при частоте вращения ротора 30000 об/мин и температуре 20°С. Поглощение комплекса регистрировали на длине волны 265 нм. Количество связанного и свободного белка в комплексе контролировалось по отношению поглощения при 230 и 265 нм, которое регистрировалось на спектрофотометре Specord. По результатам гидродинамических исследований мы наблюдали рост коэффициента седиментации при увеличении количества белка в системе до r=10-12 (где r - весовое отношение HMG1 к ДНК в растворе). Однако прекращение связывания белка с плазмидной ДНК наступает при r порядка 5. Дальнейший рост коэффициента седиментации, вероятно, происходит за счет образования более сложных комплексов с участием нескольких молекул ДНК, что согласуется с данными других авторов. Однако в отличие от опубликованных ранее данных, мы получили, что рост коэффициента седиментации останавливается, не достигнув 70S. Также наблюдается преимущественное связывание HMG1 со сверхскрученной формой ДНК, нежели с релаксированной. Таким образом, использование данного метода может помочь прояснить природу изменений, происходящих с ДНК при связывании с HMG1 in vivo.