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.