• June 9, 2022

Strukturalne wglądy w rozpoznawanie metylowanego DNA przez domenę wiążącą metyl-CpG MBD6 z Arabidopsis thaliana

Metylacja cytozyny jest modyfikacją epigenetyczną niezbędną do tworzenia dojrzałej heterochromatyny, wyciszania genów i stabilności genomu. W roślinach metylacja zachodzi nie tylko w obrębie zasad cytozyny w CpG, ale także w kontekstach CpHpG i CpHpH, gdzie H oznacza A, T lub C. Białka z domeną wiążącą metyl-CpG (MBD), które rozpoznają symetryczne dinukleotydy represory genów w komórkach ssaków są również obecne w komórkach roślinnych, chociaż ich właściwości strukturalne i funkcjonalne wciąż pozostają słabo poznane.

Aby wypełnić tę lukę, w tym badaniu określiliśmy strukturę roztworu domeny MBD białka MBD6 z  Arabidopsis thaliana  i zbadaliśmy jego właściwości wiązania z metylowanym DNA za pomocą testów wiązania i dogłębnej analizy spektroskopowej NMR. Domena AtMBD6 MBD fałduje się w kanoniczną strukturę MBD zgodnie ze swoistością wiązania z metylo-CpG i posiada interfejs wiązania DNA podobny do ssaczych domen MBD.

Co jednak intrygujące, stwierdzono, że powinowactwo wiązania domeny MBD AtMBD6 z DNA zawierającym metylo-CpG jest znacznie niższe niż w przypadku znanych domen MBD ssaków.

Główna różnica wynika z braku dodatnio naładowanych reszt w AtMBD6, które przypuszczalnie oddziałują ze szkieletem DNA, jak widać w ssaczych kompleksach DNA MBD/metylo-CpG. Podsumowując, stworzyliśmy strukturalne podstawy rozpoznawania metylo-CpG przez AtMBD6, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób białka MBD działają jako mediatory sygnałów epigenetycznych w komórkach roślinnych.

  • Czynniki transkrypcyjne (TF) to białka zaangażowane w regulację ekspresji genów. W epigenetyce ogólnie przyjmuje się, że metylowane nukleotydy mogą zapobiegać wiązaniu TF z fragmentami DNA. Jednak ostatnie badania potwierdziły, że niektóre TF mają zdolność do interakcji z metylowanymi fragmentami DNA w celu dalszej regulacji ekspresji genów.
  • Chociaż eksperymenty biochemiczne mogą rozpoznać TF wiążące się z metylowanymi sekwencjami DNA, te mokre metody eksperymentalne są czasochłonne i kosztowne. Metody uczenia maszynowego stanowią dobry wybór do szybkiej identyfikacji tych TF bez użycia materiałów eksperymentalnych .
  • W związku z tym badanie to ma na celu zaprojektowanie solidnego predyktora do wykrywania TF związanych z metylowanym DNA. Najpierw zaproponowaliśmy użycie funkcji wektora słowa tripeptydowego do formułowania próbek białka. Następnie, w oparciu o sieć neuronową rekurencyjną z długotrwałą pamięcią krótkotrwałą, zaprojektowano dwuetapowy model obliczeniowy. Predyktor pierwszego kroku został wykorzystany do odróżnienia czynników transkrypcyjnych od czynników nietranskrypcyjnych.
  • Gdy białka zostały określone jako TF, zastosowano predyktor drugiego etapu, aby ocenić, czy TF mogą wiązać się z metylowanym DNA . W niezależnym teście zbioru danych dokładność pierwszego i drugiego kroku wynosi odpowiednio 86,63% i 73,59%. Ponadto analiza statystyczna dystrybucji tripeptydów w próbkach treningowych wykazała, że ​​pozycja i liczba niektórych tripeptydów w sekwencji może wpływać na wiązanie TF z metylowanym DNA.
  • Ostatecznie w oparciu o nasz model powstał darmowy serwer WWW oparty na proponowanym modelu, który jest dostępny pod adresem https://bioinfor.nefu.edu.cn/TFPM/

Metylowane DNA jest nie tylko biomarkerem diagnostycznym, ale także prognostycznym dla wczesnego stadium raka.

Jednak sekwencjonowanie wodorosiarczynem sodu jako „złoty standard” metody wykrywania markerów metylacji ma pewne wady, takie jak czasochłonność i pracochłonność procedur. Dlatego do analizy sekwencji DNA z resztami metylowanymi lub bez nich wymagane są proste i niezawodne metody.

Proponujemy tutaj prostą i bezpośrednią metodę wykrywania metylacji DNA poprzez jego przejście konformacyjne do G-kwadrupleksu przy użyciu tranzystora polowego bramkowanego roztworem (SG-FET) bez użycia materiałów znakowanych. Gen  BCL-2  , który bierze udział w rozwoju różnych guzów ludzkich, zawiera segmenty G-bogate i ulega zmianie konformacyjnej do G-kwadrupleksu w zależności od  stężenia K + .

 

Skumulowane nici G-kwadrupleksów poruszają się blisko powierzchni czujnika SG-FET, co skutkuje dużymi sygnałami elektrycznymi opartymi na wewnętrznych ładunkach molekularnych. Ponadto gęstą hydrofilową szczoteczkę polimerową zaszczepia się za pomocą inicjowanej powierzchniowo polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu na powierzchnię czujnika SG-FET w celu zmniejszenia szumu elektrycznego w oparciu o niespecyficzną adsorpcję substancji zakłócających.

W szczególności kontrola grubości szczotki polimerowej indukuje sygnały elektryczne w oparciu o ładunki molekularne DNA w warstwie dyfuzyjnej, zgodnie z limitem długości Debye’a. Platforma oparta na czujniku SG-FET z dobrze zdefiniowaną szczoteczką polimerową jest odpowiednia do  monitorowania in situ  metylowanego DNA i stanowi urządzenie przyłóżkowe o wysokim stosunku sygnału do szumu i bez konieczności stosowania dodatkowych procesów takie jak konwersja wodorosiarczynu i reakcja łańcuchowa polimerazy.

Kilka leków przeciwnowotworowych opiera swoją cytotoksyczność na ich zdolności do interkalowania między parami zasad DNA.

Niemniej jednak ustalono, że mechanizm interkalacji leków w DNA rozpoczyna się od wcześniejszego sposobu interakcji leku z DNA wiązania rowka. Czasami, dla pewnego rodzaju płaskich małych cząsteczek, wiązanie przez rowki nie daje żadnego efektu cytotoksycznego i pożądane jest szybkie przejście takich płaskich małych cząsteczek do trybu interkalacji cytotoksycznej. Tak jest w przypadku metylowanych pochodnych fenantroliny (fen), gdzie zmiany w podstawieniu w pozycji i liczbie grup metylowych decydują o ich zdolności jako związków cytotoksycznych, a zatem jest to sposób na modulację efektów cytotoksycznych.

W tej pracy zbadaliśmy tę modulację za pomocą interakcji kompleksu [Pt(en)(phen)] 2+  i kilku pochodnych przez metylację fenu w różnej liczbie i pozycji oraz  heksameru DNA  d(GTCGAC) przez  rowek wiązanie przy użyciu metod PM6-DH2 i DFT-D. Analizę geometrii, struktury elektronowej i energetyki badanych układów porównano z pracami eksperymentalnymi, aby uzyskać wgląd w związek struktura-oddziaływanie dla badanych układów z cytotoksycznością.Trendy są wyjaśnione za pomocą wskaźnika interakcji niekowalencyjnych (NCI), analizy rozkładu energii (EDA) i wkładów solwatacyjnych. Nasze wyniki są zgodne z doświadczeniami, w których metylacja pozycji 4 fenu wydaje się faworyzować interakcję  poprzez  wiązanie rowka, co utrudnia przejście do interkalacyjnego trybu cytotoksycznego.

MethylFlash Methylated DNA Quantification Kit (Fluorometric)

P-1035 EpiGentek 96 Assays 904.05 EUR

MethylFlash Methylated DNA 5-mC Quantification Kit (Colorimetric)

P-1034 EpiGentek 96 Assays 875.05 EUR

Human Methylated DNA Control

D6255815 Biochain 5 ug 156 EUR

Mouse Methylated DNA Control

D6334149 Biochain 5 ug Ask for price

Rat Methylated DNA Control

D6434149 Biochain 5 ug Ask for price

MethylFlash Hydroxymethylated DNA Quantification Kit (Fluorometric)

P-1037 EpiGentek 96 Assays 947.55 EUR

Methylamp Universal Methylated DNA Kit

P-1011 EpiGentek 20 Modifications 570.55 EUR

SuperSense Methylated DNA Quantification Kit

P-1021 EpiGentek 96 Assays 947.55 EUR

EpiQuik Methylated DNA Immunoprecipitation Kit

P-2019 EpiGentek 48 Reactions 889.55 EUR

Monkey (Rhesus) Methylated DNA Control

D6534149 Biochain 5 ug Ask for price

Monkey (Cynomolgus) Methylated DNA Control

D6534149-Cy Biochain 5 ug Ask for price

Methylated & Low-Methylated DNA Matching Pair - Human Peripheral Blood Leukocyte

D6234148-PP Biochain 2x5 ug 343 EUR

Methylated & Low-Methylated DNA Matching Pair - Human Lymphocyte cell line

D6254874-PP Biochain 2x5 ug 343 EUR

MethylFlash Hydroxymethylated DNA 5-hmC Quantification Kit (Colorimetric)

P-1036 EpiGentek 96 Assays 904.05 EUR

Methylamp Methylated DNA Capture (MeDIP) Kit

P-1015 EpiGentek 48 Reactions 875.05 EUR

Methylamp Universal Methylated DNA Preparation Kit

P-1019 EpiGentek 40 µg 347.25 EUR

EpiQuik Tissue Methylated DNA Immunoprecipitation Kit

P-2020 EpiGentek 48 Reactions 889.55 EUR

Fully CpG Methylated Human Genomic DNA

X10000 EpiGentek 10 µg/100 µl Ask for price

Methylated-DNA--protein-cysteine methyltransferase Antibody

20-abx109997 Abbexa
  • 411.00 EUR
  • 1845.00 EUR
  • 599.00 EUR
  • 182.00 EUR
  • 300.00 EUR
  • 100 ug
  • 1 mg
  • 200 ug
  • 20 ug
  • 50 ug

MethylFlash 5-Formylcytosine (5-fC) DNA Quantification Kit (Colorimetric)

P-1041 EpiGentek 96 Assays 947.55 EUR

100 BP DNA LADDER, 500UL PER KIT

M-DNA-100BP CORNING 1/pk 73 EUR

1 KB DNA LADDER, 500UL PER KIT

M-DNA-1KB CORNING 1/pk 70 EUR

Methylated-DNA--protein-cysteine methyltransferase Polyclonal Antibody

42551-100ul SAB 100ul 333 EUR

MethylFlash Global DNA Methylation (5-mC) ELISA Easy Kit (Colorimetric)

P-1030 EpiGentek 96 reactions 860.55 EUR

MethylFlash Global DNA Hydroxymethylation (5-hmC) ELISA Easy Kit (Colorimetric)

P-1032 EpiGentek 96 reactions 889.55 EUR

Methylated-DNA--protein-cysteine methyltransferase Polyclonal Conjugated Antibody

C42551 SAB 100ul 397 EUR

Dog MGMT/ Methylated-DNA--protein-cysteine methyltransferase ELISA Kit

E0070Do Sunlong 1 Kit 717 EUR

Human MGMT/ Methylated-DNA--protein-cysteine methyltransferase ELISA Kit

E1588Hu Sunlong 1 Kit 571 EUR

ELISA kit for Human Methylated-DNA--protein-cysteine methyltransferase

EK4201 SAB 96 tests 553 EUR

ELISA kit for Dog Methylated-DNA--protein-cysteine methyltransferase

EK4202 SAB 96 tests 721 EUR

Human MGMT(Methylated-DNA--protein-cysteine methyltransferase) ELISA Kit

EH2056 FN Test 96T 567.6 EUR

ELISA kit for Human Methylated-DNA--protein-cysteine methyltransferase (MGMT)

KTE62232-48T Abbkine 48T 332 EUR

ELISA kit for Human Methylated-DNA--protein-cysteine methyltransferase (MGMT)

KTE62232-5platesof96wells Abbkine 5 plates of 96 wells 2115 EUR

ELISA kit for Human Methylated-DNA--protein-cysteine methyltransferase (MGMT)

KTE62232-96T Abbkine 96T 539 EUR

Methylated Lysine Antibody

abx448445-100ug Abbexa 100 ug 537 EUR

Pan Methylated Lysine

DF7728 Affbiotech 200ul 304 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D Stressmarq 0.1mg 362 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-A390 Stressmarq 0.1mg 409 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-A488 Stressmarq 0.1mg 408 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-A565 Stressmarq 0.1mg 408 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-A594 Stressmarq 0.1mg 408 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-A633 Stressmarq 0.1mg 408 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-A655 Stressmarq 0.1mg 408 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-A680 Stressmarq 0.1mg 408 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-A700 Stressmarq 0.1mg 408 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-ALP Stressmarq 0.1mg 403 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-APC Stressmarq 0.1mg 408 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-APCCY7 Stressmarq 0.1mg 480 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-DY350 Stressmarq 0.1mg 423 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-DY405 Stressmarq 0.1mg 411 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-DY488 Stressmarq 0.1mg 402 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-DY594 Stressmarq 0.1mg 404 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-DY633 Stressmarq 0.1mg 399 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-FITC Stressmarq 0.1mg 401 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-P594 Stressmarq 0.1mg 415 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-PCP Stressmarq 0.1mg 408 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-RPE Stressmarq 0.1mg 406 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158D-STR Stressmarq 0.1mg 407 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-158S Stressmarq 0.012mg 65 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-159F Stressmarq 0.4ml 403 EUR

Antibody for Methylated Lysine

SPC-160F Stressmarq 0.4ml 418 EUR

Pan Methylated Lysine Antibody

20-abx159635 Abbexa
  • 272.00 EUR
  • 230.00 EUR
  • 100 ug
  • 50 ug

Pan Methylated Lysine Antibody

abx217631-100ug Abbexa 100 ug 439 EUR

Methylated Lysine Antibody (APC)

abx448362-100ug Abbexa 100 ug 592 EUR

Methylated Lysine Antibody (FITC)

abx448376-100ug Abbexa 100 ug 578 EUR

Methylated Lysine Antibody (PerCP)

abx448396-100ug Abbexa 100 ug 592 EUR

Methylated Lysine Antibody (RPE)

abx448404-100ug Abbexa 100 ug 592 EUR

Methylated Lysine Antibody (Streptavidin)

abx448412-100ug Abbexa 100 ug 592 EUR

Methylated Lysine Antibody (Biotin)

abx448446-400ul Abbexa 400 ul 578 EUR

Methylated Lysine Antibody (HRP)

abx448447-400ul Abbexa 400 ul 606 EUR

Human cDNA FLJ56323, highly similar to Methylated-DNA--protein-cysteinemethyltransferase (EC 2.1.1.63)

1-CSB-RP118594h Cusabio
  • 380.00 EUR
  • 214.00 EUR
  • 1309.00 EUR
  • 560.00 EUR
  • 873.00 EUR
  • 262.00 EUR
  • 100ug
  • 10ug
  • 1MG
  • 200ug
  • 500ug
  • 50ug

MethylFlash Urine N6-methyladenosine (m6A) Quantification Kit (Colorimetric)

P-9015 EpiGentek 96 Assays 788.05 EUR

Pan Methylated Lysine Monoclonal Antibody

EM1186-100ul ELK Biotech 100ul 279 EUR

Pan Methylated Lysine Monoclonal Antibody

EM1186-50ul ELK Biotech 50ul 207 EUR

Methylated Lysine Antibody (ATTO 390)

abx448290-100ug Abbexa 100 ug 592 EUR

Methylated Lysine Antibody (ATTO 488)

abx448298-100ug Abbexa 100 ug 592 EUR

Methylated Lysine Antibody (ATTO 565)

abx448306-100ug Abbexa 100 ug 592 EUR

Methylated Lysine Antibody (ATTO 594)

abx448314-100ug Abbexa 100 ug 592 EUR

Methylated Lysine Antibody (ATTO 633)

abx448322-100ug Abbexa 100 ug 592 EUR

Methylated Lysine Antibody (ATTO 655)

abx448330-100ug Abbexa 100 ug 592 EUR

Methylated Lysine Antibody (ATTO 680)

abx448338-100ug Abbexa 100 ug 592 EUR

Methylated Lysine Antibody (ATTO 700)

abx448346-100ug Abbexa 100 ug 592 EUR

Methylated Lysine Antibody (Alkaline Phosphatase)

abx448354-100ug Abbexa 100 ug 578 EUR

Anti-Pan Methylated Lysine antibody

STJ97446 St John's Laboratory 200 µl 197 EUR

Pan Methylated Lysine Monoclonal Antibody

HW099-100ul SAB 100ul 252 EUR

Pan Methylated Lysine Monoclonal Antibody

HW099-50ul SAB 50ul 187 EUR

Pan Methylated Lysine Rabbit pAb

ABD7728 Lifescience Market 100 ug 438 EUR

Pan Methylated Lysine Blocking Peptide

DF7728-BP Affbiotech 1mg 195 EUR

MethylFlash Urine 5-Methylcytosine (5-mC) Quantification Kit (Colorimetric)

P-1039 EpiGentek 96 Assays 788.05 EUR

MethylFlash Urine 5-Methylcytosine (5-mC) Quantification Kit (Fluorometric)

P-1040 EpiGentek 96 Assays 788.05 EUR

MethylFlash 5-mC RNA Methylation ELISA Easy Kit (Fluorometric)

P-9009 EpiGentek 48 reactions 496.6 EUR

Pan Methylated Lysine Monoclonal Antibody (Mix)

ABM40195-003ml Abbkine 0.03ml 158 EUR

Pan Methylated Lysine Monoclonal Antibody (Mix)

ABM40195-01ml Abbkine 0.1ml 289 EUR

Pan Methylated Lysine Monoclonal Antibody (Mix)

ABM40195-02ml Abbkine 0.2ml 414 EUR

Methylated Lysine Antibody (PE / ATTO 594)

abx448388-100ug Abbexa 100 ug 606 EUR

HUMAN histone H3control ( H3 - methylated) peptide

AB-23119-P Alpha Diagnostics 100ug 164 EUR

Human Histone H3.3 control (methylated) peptide

AB-23221-P Alpha Diagnostics 100ug 164 EUR

Human Histone H3.3 control (methylated) peptide

AB-23222-P Alpha Diagnostics 100ug 164 EUR

HUMAN histone H3 control (non-methylated) peptide

AB-23119-CP Alpha Diagnostics 100ug 164 EUR

HUMAN histone H3 control (non-methylated) peptide

AB-23220-CP Alpha Diagnostics 100ug 164 EUR

Patrząc na wyniki NCI, oddziaływania te pochodzą nie tylko z oddziaływań CH/π i CH/n grupy metylowej w pozycji 4, ale także z ligandu etylenodiaminy (en), którego orientację w kompleksie Pt stwierdzono w ten sposób że wytwarza dużą liczbę słabych interakcji z DNA, zwłaszcza ze szkieletem cukrowym i fosforanowym

Leave a Reply

Your email address will not be published.