[論文レビュー] An asymptotically tight bound on the number of connected components of realizable sign conditions

Saugata Basu, Richard Pollack+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 10, 2006

Polynomial and algebraic computation参考文献 13被引用数 7

ひとこと要約

本研究では、合成ペプチド断片および分光的技術を用いて、Antennapedia ホモエオドメインの DNA 結合特性を調査した。60アミノ酸からなるホモエオドメインはアルファヘリカル構造をとることを示し、ヘリックス・ツーヘリックス・モチーフを介して TAA 頻繰り重复配列に特異的に結合する。円二色性およびプロテインフットプリント法による結果は、この構造的・機能的役割が配列特異的 DNA 認識に寄与することを裏付けている。

ABSTRACT

A peptide 60 residues in length that corresponds to the homeo domain of Antennapedia (Antp), a protein governing development in Drosophila, was synthesized by segment condensation with protected peptide segments prepared on an oxime resin. A footprinting assay showed that the homeo domain binds specifically to a TAA repeat DNA sequence in the Antp gene. Thus the Antp homeo domain has a sequence-specific DNA binding property. The circular dichroism spectra of the homeo domain peptide showed the presence of a significant amount of alpha-helical structure in aqueous solution and in 50 percent trifluoroethanol. The alpha helicity measured in water appears to depend on the peptide concentration, which suggests that the peptide aggregates. These results support the hypothesis that the homeo domain binds to DNA through a helix-turn-helix motif.

研究の動機と目的

• 孤立した Antennapedia ホモエオドメインの構造的および DNA 結合特性を同定すること。
• ホモエオドメインが DNA 認識に適した安定した二次構造をとるかどうかを調査すること。
• ホモエオドメインに対応する合成ペプチドを用いて、配列特異的 DNA 結合を評価すること。
• 特にアルファヘリカルコンformation の役割に注目し、ホモエオドメインによる DNA 認識の構造的基盤を明らかにすること。

提案手法

• 酸化アンモニウム樹脂上でのセグメントコンデンセーション法を用いて、Antp ホモエオドメインに対応する 60 アミノ酸ペプチドを合成した。
• Antp 遺伝子内の TAA 頻繰り繰り返し配列への特異的結合を同定するために、DNA フットプリント法を実施した。
• 水溶液および 50% フルオロエタノール中での二次構造を分析するために、円二色性分光法を用いた。
• ペプチド濃度の関数としてのアルファヘリシティの変化を測定し、凝集挙動を評価した。
• ヘリックス・ツーヘリックス・モチーフモデルの文脈において、構造的および結合的データを解釈した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 孤立した Antp ホモエオドメインペプチドは、特異的に DNA に結合するか。もしそうならば、どの配列に結合するか？
• RQ2 ホモエオドメインペプチドの水溶液中における二次構造は何か。これは DNA 結合とどのように関係するか？
• RQ3 ペプチドのアルファヘリシティは濃度依存的であるか。これは凝集を示唆するか？
• RQ4 構造的および結合的データは、ヘリックス・ツーヘリックス・モチーフが DNA 認識のメカニズムであるという仮説を支持するか？

主な発見

• プロテインフットプリント法による確認により、ホモエオドメインペプチドは Antp 遺伝子内の TAA 頻繰り繰り返し配列に特異的に結合することが判明した。
• 円二色性スペクトルから、水溶液および 50% フルオロエタノール中で顕著なアルファヘリカル構造が観察された。
• 水溶液中でのアルファヘリシティは濃度依存的であり、高濃度でペプチドの凝集が生じていることを示唆した。
• 構造的および結合的データは、ホモエオドメインがヘリックス・ツーヘリックス・モチーフを介して DNA を認識するという仮説を支持している。