НОВОЕ СЕМЕЙСТВО ДНК-СВЯЗЫВАЮЩИХ РЕГУЛЯТОРНЫХ БЕЛКОВ: HMG-ДОМЕННЫЕ БЕЛКИ. СТРУКТУРА И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ДНК

Воробьев В. И.
Институт цитологии РАН, 194064 Санкт-Петербург
В последние годы необыкновенно возрос интерес к негистоновым белкам хроматина семейства HMG в связи с тем, что имеющийся в них ДНК-связывающий структурный элемент (около 80 аминокислотных остатков), так называемый "HMG-домен", был обнаружен во многих эукариотических регуляторных белках. HMG-доменные белки могут быть разделены на 2 класса, различающиеся по числу HMG-доменов и по специфичности узнавания ДНК. К первому классу принадлежат негистоновые белки хроматина HMG1 и 2 и UBF, один из базальных транскрипционных факторов РНК-полимеразы I. Эти белки, присутствующие во всех клеточных типах, не обладают селективностью по отношению к последовательностям ДНК и могут содержать несколько HMG-доменов. Ко второму классу относятся белки, содержащие один HMG-домен, который узнает последовательности ДНК с высокой специфичностью. Они обычно встречаются только у ограниченного числа клеточных типов (например, фактор определения пола SRY/SOX). Все известные HMG-доменные белки способны узнавать нерегулярные структуры ДНК и связываться с ними. Они взаимодействуют с малой бороздой двойной спирали ДНК, индуцируя в ней изгибы. Белок HMG1 состоит из двух гомологичных HMG-доменов, разделенных коротким основным сегментом, и С-концевого отрицательно заряженного домена, состоящего из 30 остатков глютаминовой и аспарагиновой кислот. Показано, что изолированные HMG-домены связываются с ДНК с тем же сродством, что и целый белок. Недавно структура изолированных HMG-доменов была изучена двумя группами исследователей с помощью двумерной ЯМР-спектроскопии. В HMG-домене 2 из белка HMG1 было локализовано три a-спиральных участка, которые образуют L-подобную свертку. Эти спирали содержат 75% аминокислотных остатков всего домена. Исследование интактного белка HMG1 и изолированных HMG-доменов с помощью оптических методов: кругового дихроизма, УФ- и флуоресцентной спектроскопии показало, что структура молекулы HMG1 не является простой суммой отдельных ее частей. Более того, было обнаружено, что HMG-домены состоят из двух субдоменов, каждый из которых денатурирует как отдельная и независимая кооперативная единица.