Kristallstruktur des ersten KH-Domains des menschlichen Poly(C)-bindenden Proteins-2 im Komplex mit einem C-reichen Strang der menschlichen telomerischen DNA bei 1,7 Å

Die Erkennung von Poly(C)-DNA- und RNA-Sequenzen in Säugetier-Zellen erfolgt durch eine Subfamilie der KH (hnRNP K Homologie) Domain-haltigen Proteine, die als Poly(C)-bindende Proteine (PCBPs) bekannt sind. Um die molekulare Basis der Poly(C)-Sequenz-Erkennung zu offenbaren, haben wir die Kristallstruktur von PCBP2 KH1 im Komplex mit einer 7-Nukleotid-DNA-Sequenz (5'-AACCCTA-3') bestimmt, die einem Wiederholung des menschlichen C-reichen strandtelomerischen DNA entspricht. Die Protein-DNA-Interaktion wird durch die Kombination mehrerer stabilisierender Kräfte vermittelt, einschließlich Wasserstoffbrückenbindung, elektrostatischen Wechselwirkungen, van-der-Waals-Kontakten und Formkomplementaritäten. Die spezifische Erkennung der drei Cytosinreste erfolgt durch ein dichtes Netzwerk von Wasserstoffbrückenbindungen, die die Seitenketten zweier konservierter Lysin- und einer Glutaminsäure umfassen. Die Ko-Kristallstruktur zeigt auch eine Protein-Protein-Dimerisierungs-Schnittstelle von PCBP2 KH1, die sich auf der gegenüberliegenden Seite des Proteins von der DNA-Bindungsspule befindet. Zahlreiche stabilisierende Protein-Protein-Interaktionen, einschließlich hydrophober Kontakte, Stapelung aromatischer Seitenketten und einer großen Anzahl von Wasserstoffbrücken, deuten darauf hin, dass die Schnittstelle für Protein-Protein-Interaktionen höchstwahrscheinlich echt ist. Die Interaktion von PCBP2 KH1 mit dem C-reichen Strang der menschlichen telomerischen DNA legt nahe, dass PCBPs an Mechanismen beteiligt sein könnten, die an der Regulierung der Telomer/Telomerase-Funktionen beteiligt sind.