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.