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米谷 佳晃*; 藤井 聡*; 皿井 明倫*; 河野 秀俊; 郷 信広
no journal, ,
DNAの柔らかさは塩基配列に依存し、その配列による違いが蛋白質との複合体形成の親和性を大きく左右することがある。そのため、DNAの柔らかさの塩基配列依存性は、蛋白質との相互作用を考えるうえで重要である。一方、DNAの水和構造も塩基配列に依存することが知られている。例えば、AATTなどの配列では、副溝に沿って水分子が連なった秩序構造が形成されることが、これまでのX線結晶構造解析から示されている。このような水和秩序構造の発見により、それがDNAの構造安定性に影響しているのではないかと考えられるようになったが、さまざまな配列に対して水和パターンとDNAの柔らかさがどのように関係しているかよくわかっていない。本研究では、4塩基配列の全配列パターンについて分子動力学計算を行い、DNAの柔らかさと水和パターンの間に成り立つ関係を系統的に調査した。その結果、DNAの柔らかさ水和パターンの間に明確な相関が現れることを明らかにした。さらに、このような相関が見られる原因を調査し、ブリッジ形成がDNAの柔らかさを決定づけるというよりむしろ、DNAの柔らかさが水和パターンを決定づけていることを示唆する結果を得た。
徳久 淳師; 河野 秀俊
no journal, ,
The "zinc-finger" motif is an essential structure for proteins that bind DNA specifically. A transcription factor protein of Zif268, which consists of three zinc-finger motifs, recognizes the target sequence GCGTGGGCGT. How dose the Zif268 protein recognize the sequence? We present a quantitative analysis of the recognition mechanism of Zif268 using molecular dynamics simulations (MD). We performed MD simulations two different systems. One is the complex of Zif268 protein and target sequence DNA and another is the complex of Zif268 and non-target sequence (GCTATAAAAG) DNA. The result shows that the non-target sequence has larger structural entropy and smaller number of stable hydrogen bonds between DNA and protein than the target sequence. This difference leads to largely slide on the DNA surface of the finger 2 of Zif268 that binds non-target sequence by a foothold of ARG 40 and ARG44 residues.