p53-Белок: комплекс p53-ДНК
Комплекс р53-ДНК не содержит ни один из структурных элементов, характерных для всех известных ДНК-связывающих белков , таких как "цинковые пальцы" или "спираль-петля-спираль", и его нельзя отнести ни к одной из групп, ранее описанных ДНК- связывающих белков ( Pabo et al., 1992 ).
Комплекс р53 с ДНК содержит большой "сэндвич", который служит платформой для трех петлеобразных фрагментов белка. Этот комплекс имеет четыре особенности:
1)."сэндвич" сформирован из двух антипараллельных бета- слоев, содержащих 4 и 5 бета-нити. Платформа взаимодействует с петлеобразными структурами и участвует в димеризации по принципу "голова к хвосту" ( Cho et al., 1994 ).
2). первая петля ( LSH ) имеет структуру петля-слой- спираль (от англ. loop-sheet-helix ) и взаимодействует с большой бороздкой ДНК.
3). вторая петля L (от англ. loop) взаимодействует с А/Т богатой областью связывающего сайта малой бороздки ДНК.
4). третья петля LH (от англ. loop-helix ) локализована напротив L петли, образует с ней комплекс и стабилизирована за счет взаимодействия с ионом цинка , с которым связаны аминокислоты С176, Н179, С238, С242.
Интересно отметить, что большинство обнаруженных в опухолях мутаций р53 приходятся на аминокислоты, вовлеченые в формирование взаимодействия белок-ДНК, и расположены далеко от гидрофобного центра "сэндвича". Две трети описаных миссенс- мутаций приходятся на петли L, LH, LSH. Исходя из структуры белка можно предсказать два функциональных класса мутаций.
Класс I включает в себя аминокислотные остатки, непосредственно контактирующие с ДНК - Arg 248 и Arg273 (интересно, что мутанты по этим положениям сохраняют "дикую" конформацию). Это наиболее часто мутирующие в опухолях аминокислоты р53.
Классу II принадлежат остатки, которые непосредственно не взаимодействуют с ДНК, но являются критическими для стабилизации структуры белок-ДНК. Например, класс II включает мутацию Arg249, связанную с канцерогенезом , и наиболее распространенную мутацию Arg175, которая стабилизирует взаимодействие между петлями L и LH ДНК-белкового комплекса, а также вовлечена в координацию этих петель через ион цинка ( Prives, 1994 ). Предыдущие биохимические эксперименты хорошо согласуются с этой классификацией. Мутации второго класса изменяют конформацию белка таким образом, что белок становится доступным для антител, которые связывают эпитоп, расположенный глубоко в гидрофобном центре "сэндвича" ( Stefen et al., 1992 ). Нативный, неденатурированный белок р53 с мутациями первого класса не связывается с этими антителами. Мутанты класса II также более чувствительны к протеолизу, чем мутанты класса I или нативный р53.
С-концевой домен р53 способен к неспецифическому связыванию с дву- и одноцепочечной ДНК и РНК ( Levine, 1991 ).
