Specifikus DNS felismerés molekuláris szintű értelmezése
Title in English
Molecular basis of specificity in DNA binding
Panel
Molecular and Structural Biology and Biochemistry
Department or equivalent
Institute of Enzymology, BRC, Hungarian Academy of Sciences
Participants
Dosztányi, Zsuzsanna
Starting date
2004-01-01
Closing date
2007-12-31
Funding (in million HUF)
4.360
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
A specifikus DNS felismerés molekuláris hátterét a i) kétértékű fémionok, ii) fehérje-flexibilitás és a iii) domének közötti kommunikáció szempontjából vizsgáltam és ezen tényezők szerepét a DNS kötésében értelmeztem. Kimutattam a finom-elektronszerkezeti tényezők szerepét a bázis-kötés energetikájának kialakításában és így értelmeztem a Mg2+ és Mn2+ ionok szelektivitása között tapasztalható különbséget. Modelleztem a dUTPáz flexibilis karjának a szubsztrát felismerésében játszott szerepét. Magyarázatot találtam egy hibrid EcoRI-RsrI restrikciós endonukleáz különleges viselkedésére. Sikerült továbbá a kétértékű fémionoknak a restrikciós endonukleázok katalízisében betöltött szerepét pontosan felderíteni, mely egy egységes katalitikus modell megalkotását segíti elő. A specifikus felismerés jelenségének mélyebb megértéséhez járul hozzá a rendezetlen fehérje-szakaszok kötődési mechanizmusának értelmezése is.
Results in English
I investigated the molecular background of specific DNA recognition from the point of i) divalent metal ions, ii) protein flexibility and iii) inter-domain communication and revealed the role of these factors in specific DNA binding. I studied the role of electronic effects in modulating the energetics of metal ion-nucleobase interactions and thus account for the difference in sequence selectivity of Mg2+ and Mn2+ ions. I simulated the contribution of the flexible arm of dUTPase to specific substrate binding. I provided explanation for the peculiar behavior of a hybrid EcoRI-RsrI restriction endonuclease. We unraveled the role and quantitative contribution of bivalent metal ions to restriction endonuclease catalysis that can serve as a framework for a unified catalytic mechanism. The studies on the binding mechanism of intrinsically disordered regions also contribute to better understanding of specific recognition.
T. Chuluunbaatar, T. Ivanenko-Johnston, M. Fuxreiter, R. Meleshko, T Rasko, I. Simon, J. Heithman and A. Kiss: An EcoRI-RsrI chimeric restriction endonuclease retains parental sequence specificity, BBA Proteins & Proteomics, 2007
I. Solt, Cs. Magyar, I. Simon, P. Tompa: Phosphorylation-induced transient intrinsic structure in the kinase-inducible domain of CREB facilitates its recognition by the KIX domain of CBP., Proteins, 2006
L. Mones, I.Simon, M. Fuxreiter: Metal sites at the active site of BamHI can conform to a one-ion mechanism., Biological Chemistry, 2007
V. Németh-Pongrácz, O. Barabás, M. Fuxreiter, I. Simon, I. Pichová, M. Rumlová, D. Svergun, M. Petoukhov, V. Harmat, É. Klement, É. Hunyadi-Gulyás, K. F. Medzihradszky, E. Kónya and B. G. Vértessy: Flexible Segments Modulate Co-folding of DUTPase and Nucleocapsid Proteins., Nucleic Acids Research, 2007
I. Solt, I. Simon, A.G. Császár, M. Fuxreiter: Electrostatic vs non-electrostatic effects in DNA sequence discrimination by divalent metal ions Mg2+ and Mn2+, J Phys Chem B, 2007
M. Fuxreiter, I. Simon, P. Friedrich, P. Tompa: Preformed structural elements feature in partner recognition by intrinsically unstructured proteins, J. Mol. Biol., 2004
A. Pingoud, M. Fuxreiter, V. Pingoud, W. Wende: Type II restriction endonucleases: structure and mechanism, Cellular and Molecular Life Sciences, 2005
M. Fuxreiter, Cs. Magyar, T. Juhász , Z. Szeltner, L. Polgár, I. Simon: The Dynamic Properties of the Structure of Prolyl Oligopeptidase. Implication for Catalysis, Proteins, 2005
M. Fuxreiter, M. Mezei, I. Simon, R. Osman: Interfacial water as a “Hydration Fingerprint” in the noncognate complex of BamHI., Biophys. J., 2005
L. Mones, P. Kulhanek, J. Florian, I. Simon and M. Fuxreiter: Probing the two-metal ion mechanism in the restriction endonuclease BamHI, Biochemistry, 2007
M. Fuxreiter, P. Tompa, I. Simon: Local structural disorder imparts plasticity on linear motifs, Bioinformatics, 2007
P. Tompa and M. Fuxreiter: Fuzzy complexes: polymorphism and structural disorder in protein-protein interactions, Trends in Biochem. Sci., 2008
