Was ist ein Zinkfinger?
Ein Zinkfinger ist eine fingerförmige Proteinfalte, die durch bestimmte Aminosäuren im Protein gebildet wird, das an ein Zinkion bindet. Diese Proteine binden häufig an DNA und RNA, da ihre Form eine enge Wechselwirkung der Domäne mit den Nukleotiden von DNA und RNA ermöglicht. Ihre Nukleotidbindungseigenschaften ermöglichen es ihnen, die Genexpression und die Virusassemblierung zu regulieren.
Es gibt verschiedene Arten von Zinkfinger-Strukturen, aber die gängigste Version besteht aus einer Alpha-Helix und einem Beta-Faltblatt, den beiden häufigsten Sekundärstrukturen in Proteinen, auf beiden Seiten von mindestens einem Zinkion. Die Alpha-Helix und das Beta-Faltblatt werden durch Cystin- und Histidinreste in Position gehalten und koordinieren das Zinkion über ihre Stickstoff- und Schwefelatome. Der Zinkfinger bindet an DNA und durch die Wechselwirkung von Aminosäuren an seiner Peripherie mit Basenpaaren im Zentrum der DNA-Doppelhelix. Es handelt sich um eine kompakte Proteindomäne, die aufgrund ihrer geringen Größe in unmittelbarer Nähe zu DNA-Basenpaaren liegt.
Diese Proteine sind die häufigsten Transkriptionsfaktoren in lebenden Organismen. Ein Transkriptionsfaktor ist ein Protein, das an DNA bindet und die Übertragung genetischer Informationen auf RNA steuert. Die Tatsache, dass diese Proteine auf DNA abzielen, hat sie zu Kandidaten für ein gezieltes Re-Engineering gemacht, um auf DNA-Sequenzen von Interesse abzuzielen.
Beispielsweise ist eine Zinkfinger-Nuklease (ZFN) ein synthetisches Protein, das eine manipulierte Zinkfinger-Bindungsdomäne aufweist, die an eine Restriktionsendonuklease oder ein DNA-spaltendes Enzym fusioniert ist. Das ZFN kann verwendet werden, um DNA an bestimmten Stellen zu schneiden, und ist ein nützliches Werkzeug, um die ortsspezifische Rekombination von DNA zu fördern. Technische Zinkfinger können auch als künstliche Transkriptionsfaktoren verwendet werden.
Zinkfingerdomänen sind in einigen viralen Proteinen zu finden, einschließlich dem Neocapsid (NC) -Protein des Human Immunodeficiency-1 (HIV-1) -Virus. NC ist ein attraktives antivirales Ziel, da es für die Virusassemblierung wichtig und hoch konserviert ist. Inhibitoren, die spezifisch auf die Zinkfinger von viralen und retroviralen Proteinen abzielen, könnten verwendet werden, um die Virusreplikation zu verhindern. Die Gewinnung derartiger antiviraler Verbindungen ist ein aktives Gebiet der biomedizinischen Forschung.
Diese Proteine spielen eine wichtige Rolle im normalen Zellstoffwechsel. Um wirksam zu sein, müssen antiretrovirale Verbindungen spezifisch auf retrovirale Zinkfingerproteine abzielen. Diese retroviralen Proteine weisen unterschiedliche Aminosäuresequenzen und Strukturunterschiede zu zellulären Zinkfingerproteinen auf, so dass die Gewinnung selektiver Inhibitoren ein erreichbares Ziel ist.