Co je to zinkový prst?
Zinkový prst je proteinový záhyb ve tvaru prstu, který je tvořen specifickými aminokyselinami v proteinu vázajícím se na zinkový ion. Tyto proteiny se často vážou na DNA a RNA, protože jejich tvar umožňuje úzkou interakci domény s nukleotidy DNA a RNA. Jejich nukleotidové vazebné vlastnosti jim umožňují fungovat při regulaci genové exprese a při sestavování virů.
Existuje několik typů zinkových prstových struktur, ale nejběžnější verze sestává z alfa helixu a beta listu, dvou nejběžnějších sekundárních struktur v proteinech, na obou stranách alespoň jednoho zinkového iontu. Alfa helix a beta list jsou drženy v poloze cystinovými a histidinovými zbytky, koordinující ionty zinku prostřednictvím atomů dusíku a síry. Zinkový prst se váže na DNA a prostřednictvím interakce aminokyselin na svém obvodu s páry bází ve středu dvojité šroubovice DNA. Je to kompaktní proteinová doména a její malá velikost umožňuje těsnou blízkost párů bází DNA.
Tyto proteiny jsou nejčastějšími transkripčními faktory v živých organismech. Transkripční faktor je protein, který se váže na DNA a řídí přenos genetické informace do RNA. Skutečnost, že tyto proteiny k cílové DNA z nich učinily kandidáty na účelné přepracování, aby bylo možné zacílit na požadované sekvence DNA.
Například Zinc Finger Nuclease (ZFN) je syntetický protein, který má umělou vazebnou doménu se zinkovým prstem fúzovanou s restrikční endonukleázou nebo enzymem štěpícím DNA. ZFN lze použít ke štěpení DNA na specifických místech a je užitečným nástrojem pro podporu místně specifické rekombinace DNA. Jako umělé transkripční faktory lze také použít upravené zinkové prsty.
Domény zinkových prstů se nacházejí v některých virových proteinech, včetně neokapsidového (NC) proteinu viru lidské imunodeficience-1 (HIV-1). NC je atraktivní antivirový cíl, protože je důležitý pro sestavení virů a je vysoce konzervovaný. Inhibitory, které specificky cílí zinkové prsty virových a retrovirových proteinů, mohou být použity k zabránění replikace virů. Získání antivirových sloučenin tohoto druhu je aktivní oblastí biomedicínského výzkumu.
Tyto proteiny hrají důležitou roli v normálním metabolismu buněk. Aby byly účinné, musí se antiretrovirové sloučeniny konkrétně zaměřit na proteiny retrovirových zinkových prstů. Tyto retrovirové proteiny mají odlišné aminokyselinové sekvence a strukturální rozdíly od proteinů buněčných zinkových prstů, takže dosažení selektivních inhibitorů je dosažitelným cílem.