Studium afinity DNA vazebných proteinů ke kvadruplexové DNA

Mgr. Jana Surmová

Bachelor's thesis

Study of DNA binding proteins affinity to quadruplex DNA

Abstract:

Quadruplexes are local structures of DNA stabilized by negative supercoiling. Sequences able to form quadruplexes are present at the ends of telomeres or in the promoter regions of oncogenes and can play an important function in different cellular processes. Recently, many proteins that bind preferentially to quadruplex DNA were identified. IFI16 protein is a DNA binding protein belonging to the PYHIN domain protein family. Characteristic feature of this protein family is at least one HIN domain providing a direct binding to DNA and one PYD domain responsible for homotypic protein-protein interactions. IFI16 acts as a DNA sensor and participates in regulation of gene expression. It is assumed that regulation can occur as a result of direct binding to DNA or by interactions with transcription factors. We studied the affinity of IFI16 protein and its domains HIN A and HIN B to supercoiled and linear DNA by electrophoretic mobility shift assay. The obtained data confirmed that affinity of this protein to plasmid DNA containing sequence forming quadruplex structure is stronger than the affinity to other DNAs used. Characterization of DNA binding preferences of IFI16 protein can lead to better understanding of its tasks in the cell.

Abstract:

Sekvence schopné tvořit kvadruplexy se mohou vyskytovat na koncích telomer nebo v promotorových oblastech onkogenů. Je pravděpodobné, že tyto lokální struktury stabilizované záporným nadšroubovicovým vinutím mají důležitou funkci v různých procesech v buňce, a proto se staly cílem více studií. V poslední době bylo identifikováno mnoho proteinů, které se preferenčně vážou ke kvadruplexové DNA. Cílem bakalářské práce bylo studium afinity DNA vazebných proteinů ke kvadruplexové DNA. Pracovali jsme s proteinem IFI16, který je členem PYHIN rodiny proteinů. Pro proteiny patřící do této rodiny je charakteristická alespoň jedna HIN doména zabezpečující přímou vazbu k DNA a PYD doména zodpovědná za homotypické interakce proteinu s proteinem. IFI16 je nejen DNA senzorem, ale také účastníkem regulace genové exprese. Předpokládá se, že k regulaci může docházet přímou vazbou na DNA nebo interakcemi s transkripčními faktory. Ve vazebných experimentech jsme zkoumali afinitu IFI16 a jeho podjednotek HIN A a HIN B k superhelikální a lineární DNA pomocí gelové retardační analýzy. Získané údaje potvrdily, že afinita tohoto proteinu k plazmidové DNA obsahující kvadruplexovou strukturu je vyšší, než k ostatním použitým DNA. Porozumění afinitě proteinu IFI16 může vést k lepšímu pochopení jeho úloh v buňce.

Keywords

kvadruplex, proteín IFI16, superhelikálna DNA, väzba, quadruplex, supercoiled DNA, bond

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 18. 6. 2015
• Supervisor: doc. Mgr. Václav Brázda, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry