Una encuesta sistemática del paisaje de unión al ADN de dedos de zinc Cys2His2

Los dedos de zinc Cys2His2 (C2H2-ZFs) constituyen la clase más grande de dominios de unión al ADN en metazoos. A pesar de que este dominio tiene una interfaz de reconocimiento de ADN bien definida y su uso exitoso en el diseño de proteínas quiméricas capaces de dirigirse a regiones genómicas de interés, aún queda mucho por descubrir sobre su paisaje de unión al ADN. Para ayudar a cerrar esta brecha en el conocimiento fundamental y proporcionar un recurso para aplicaciones orientadas al diseño, examinamos grandes bibliotecas de proteínas sintéticas para seleccionar dominios C2H2-ZF de unión para cada posible objetivo de tres pares de bases. Los datos resultantes consisten en más de 160,000 interacciones únicas de dominio-ADN y constituyen la investigación más completa de interacciones de unión al ADN de C2H2-ZF hasta la fecha. Un análisis integrado de estas evaluaciones independientes generó perfiles de unión al ADN para decenas de miles de dominios y condujo al diseño y predicción exitosos de especificidades de unión al ADN de C2H2-ZF. Los análisis computacionales descubrieron aspectos importantes de las interacciones de dominio-ADN de C2H2-ZF, incluyendo los roles del contexto dentro del dedo y la posición del dominio en el reconocimiento de bases. Observamos la existencia de numerosas estrategias de unión distintas para cada posible objetivo de tres pares de bases y un aparente equilibrio entre la afinidad y la especificidad de la unión. En resumen, nuestros datos exhaustivos ayudan a elucidar el complejo paisaje de unión de los dominios C2H2-ZF y proporcionan una base para esfuerzos destinados a determinar, predecir e ingenierizar sus especificidades de unión al ADN.