[논문 리뷰] An asymptotically tight bound on the number of connected components of realizable sign conditions

Saugata Basu, Richard Pollack외 1명|arXiv (Cornell University)|2006. 03. 10.

Polynomial and algebraic computation참고 문헌 13인용 수 7

한 줄 요약

이 연구는 합성 펩타이드 조각과 생물물리적 기법을 사용하여 Antennapedia 헤모도메인의 DNA 결합 특성을 조사한다. 60개 아미노산으로 이루어진 헤모도메인이 α-나선 구조를 취하고 있으며, 헬릭스-턴-헬릭스 모티프를 통해 TAA 반복 서열에 특이적으로 결합함을 보여주며, 원형 이양도법과 프로터핑 분석을 통해 그 구조적 및 기능적 역할이 서열 특이적 DNA 인식에 기여한다는 것을 입증한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 고립된 Antennapedia 헤모도메인의 구조적 특성과 DNA 결합 특성을 규명하기 위해.
• 헤모도메인이 DNA 인식에 유리한 안정적인 2차 구조를 취하는지 조사하기 위해.
• 헤모도메인에 해당하는 합성 펩타이드를 사용하여 서열 특이적 DNA 결합을 평가하기 위해.
• 특히 α-나선 구조의 역할을 중심으로 헤모도메인이 DNA를 인식하는 구조적 기반을 탐색하기 위해.

제안 방법

• 산화아미노산 수지에 기반한 세그먼트 콘데ensa션을 사용하여 Antp 헤모도메인에 해당하는 60개 아미노산 펩타이드를 합성하였다.
• Antp 유전자 내 TAA 반복 서열에 대한 특이적 결합을 확인하기 위해 DNA 프로터핑 분석을 수행하였다.
• 수용액 및 50% 트리플루오로에탄올에서 2차 구조를 분석하기 위해 원형 이양도 스펙트로스코피를 사용하였다.
• 펩타이드 농도에 따른 α-나선도 변화를 측정하여 응집 행동을 평가하였다.
• 헬릭스-턴-헬릭스 모티프 모델을 바탕으로 구조적 및 결합 데이터를 해석하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고립된 Antp 헤모도메인 펩타이드는 DNA에 특이적으로 결합하는가? 만약 그렇다면 어느 서열에 결합하는가?
• RQ2 헤모도메인 펩타이드의 2차 구조는 수용액에서 어떻게 되어 있으며, 이는 DNA 결합과 어떤 관련이 있는가?
• RQ3 펩타이드의 α-나선 함량은 농도에 따라 변화하는가? 이는 응집을 시사하는가?
• RQ4 구조적 및 결합 데이터는 헬릭스-턴-헬릭스 모티프가 DNA 인식의 메커니즘으로서 타당한가를 뒷받침하는가?

주요 결과

• 프로터핑 분석을 통해 헤모도메인 펩타이드가 Antp 유전자 내 TAA 반복 서열에 특이적으로 결합함을 확인하였다.
• 원형 이양도 스펙트럼은 수용액 및 50% 트리플루오로에탄올 모두에서 상당한 양의 α-나선 구조가 존재함을 나타내었다.
• 물에서의 α-나선도는 농도에 따라 변화하였으며, 이는 고농도에서 펩타이드의 응집을 시사하였다.
• 구조적 및 결합 데이터는 헤모도메인이 헬릭스-턴-헬릭스 모티프를 통해 DNA를 인식한다는 가설을 지지한다.