Vad är en zinkfinger?
En zinkfinger är en fingerformad proteinveck som bildas av specifika aminosyror i proteinet som binder till en zinkjon. Dessa proteiner binder ofta till DNA och RNA eftersom deras form tillåter nära interaktion mellan domänen och nukleotiderna i DNA och RNA. Deras nukleotidbindande egenskaper tillåter dem att fungera vid reglering av genuttryck och vid virussammansättning.
Det finns flera typer av zinkfingerstrukturer, men den vanligaste versionen består av en alfa-spiral och ett beta-ark, de två vanligaste sekundära strukturerna i proteiner, på vardera sidan om minst en zinkjon. Alfa-spiralen och beta-arket hålls på plats av cystin- och histidinrester, som koordinerar zinkjonen via deras kväve- och svavelatomer. Zinkfingret binder till DNA och genom interaktion av aminosyror i dess periferi med baspar i mitten av DNA-dubbelhelixen. Det är en kompakt proteindomän, och den lilla storleken gör att den kan ha närhet till DNA-baspar.
Dessa proteiner är de vanligaste transkriptionsfaktorerna i levande organismer. En transkriptionsfaktor är ett protein som binder till DNA och kontrollerar överföringen av genetisk information till RNA. Det faktum att dessa proteiner för att rikta DNA har gjort dem kandidater för målmedveten omkonstruktion för att rikta DNA-sekvenser av intresse.
Exempelvis är ett zinkfingernukleas (ZFN) ett syntetiskt protein som har en konstruerad zinkfingerbindande domän smält till ett restriktionsendonukleas, eller DNA-klyvande enzym. ZFN kan användas för att skära DNA på specifika platser och är ett användbart verktyg för att främja platsspecifik rekombination av DNA. Konstruerade zinkfingrar kan också användas som artificiella transkriptionsfaktorer.
Zinkfingerdomäner finns i vissa virala proteiner, inklusive neocapsid (NC) -proteinet från Human Immunodeficiency-1 (HIV-1) -viruset. NC är ett attraktivt antiviralt mål eftersom det är viktigt för viral sammansättning och är mycket bevarat. Hämmare som specifikt riktar sig mot zinkfingrarna av virala och retrovirala proteiner kan användas för att förhindra virusreplikation. Att få antivirala föreningar av denna natur är ett aktivt område inom biomedicinsk forskning.
Dessa proteiner spelar viktiga roller i cellernas normala metabolism. För att vara effektiva måste antiretrovirala föreningar specifikt rikta in sig på retrovirala zinkfingerproteiner. Dessa retrovirala proteiner har distinkta aminosyrasekvenser och strukturella skillnader från cellulära zinkfingerproteiner, så att erhålla selektiva hämmare är ett uppnåeligt mål.