Wat is een zinkvinger?

Een zinkvinger is een vingervormige eiwitplooi die wordt gevormd door specifieke aminozuren in het eiwit dat aan een zinkion bindt. Deze eiwitten binden vaak aan DNA en RNA omdat hun vorm een ​​nauwe interactie van het domein met de nucleotiden van DNA en RNA mogelijk maakt. Hun nucleotide bindende eigenschappen stellen hen in staat te functioneren bij het reguleren van genexpressie en in virusassemblage.

Er zijn verschillende soorten zinkvingerstructuren, maar de meest voorkomende versie bestaat uit een alfa-helix en een bètablad, de twee meest voorkomende secundaire structuren in eiwitten, aan weerszijden van ten minste één zinkion. De alfa-helix en beta-plaat worden op hun plaats gehouden door cystine- en histidineresten, die het zinkion coördineren via hun stikstof- en zwavelatomen. De zinkvinger bindt aan DNA en door de interactie van aminozuren aan de periferie met basenparen in het midden van de dubbele DNA-helix. Het is een compact eiwitdomein, en door zijn kleine omvang heeft het een nauwe nabijheid met DNA-basenparen.

Deze eiwitten zijn de meest voorkomende transcriptiefactoren in levende organismen. Een transcriptiefactor is een eiwit dat bindt aan DNA en de overdracht van genetische informatie naar RNA regelt. Het feit dat deze eiwitten zich op DNA richten, maakt hen kandidaat voor doelgerichte re-engineering om zich te richten op interessante DNA-sequenties.

Een zinkvingernuclease (ZFN) is bijvoorbeeld een synthetisch eiwit dat een gemanipuleerd zinkvingerbindend domein heeft gefuseerd aan een restrictie-endonuclease of DNA-splijtend enzym. De ZFN kan worden gebruikt om DNA op specifieke locaties te knippen en is een nuttig hulpmiddel om plaatsspecifieke recombinatie van DNA te bevorderen. Engineered zinkvingers kunnen ook worden gebruikt als kunstmatige transcriptiefactoren.

Zinkvingerdomeinen worden aangetroffen in sommige virale eiwitten, waaronder het neocapside (NC) eiwit van het Human Immunodeficiency-1 (HIV-1) virus. NC is een aantrekkelijk antiviraal doelwit omdat het belangrijk is voor virale assemblage en zeer geconserveerd is. Remmers die specifiek gericht zijn op de zinkvingers van virale en retrovirale eiwitten kunnen worden gebruikt om virusreplicatie te voorkomen. Het verkrijgen van dergelijke antivirale verbindingen is een actief gebied van biomedisch onderzoek.

Deze eiwitten spelen een belangrijke rol in het normale metabolisme van cellen. Om effectief te zijn, moeten antiretrovirale verbindingen specifiek gericht zijn op retrovirale zinkvingereiwitten. Deze retrovirale eiwitten hebben verschillende aminozuursequenties en structurele verschillen van cellulaire zinkvingereiwitten, dus het verkrijgen van selectieve remmers is een haalbaar doel.