Structural characterization of interaction between transcription factors and DNA

Abstract

Strukturní charakterizace interakce transkripčních faktorů s DNA Mgr. Růžena Filandrová Abstrakt Transkripční faktory jsou proteiny, které regulují expresi genů skrze svou interakci s DNA a dalšími faktory. Tím buňce umožňují reagovat na různé vnitřní i vnější podněty a hrají proto důležitou roli v mnoha buněčných dějích jako je například regulace buněčného cyklu, diferenciace buněk během vývoje organismu nebo imunitní reakce. K pochopení těchto dějů je nezbytná nejen znalost 3D struktury samotných transkripčních faktorů, ale i mechanismů jejich vazby na DNA. Nicméně, některé typické vlastnosti transkripčních faktorů, jako je například přítomnost nestrukturovaných oblastí, způsobují, že je velmi obtížné určovat jejich 3D strukturu klasickými metodami s vysokým rozlišením. Z těchto důvodů mohou být pro popis struktury komplexů transkripčních faktorů s DNA s výhodou využity metody s nižším rozlišením, jako je například strukturní hmotnostní spektrometrie, která byla použita v této práci. V první části této práce byl nejprve optimalizován soubor metod strukturní hmotnostní spektrometrie se zaměřením hlavně na optimalizaci podmínek vodík/deuteriové výměny (HDX-MS) pro jejich využití k analýze komplexů transkripčních faktorů s DNA. Následně pak byly pomocí těchto metod charakterizovány dva komplexy...

Structural characterization of interaction between transcription factors and DNA Mgr. Růžena Filandrová Abstract Transcription factors are proteins that mediate gene expression regulation through interactions with DNA and other factors. They allow a cell to respond to various stimuli and play a crucial role in many biological processes such as control of cell cycle progression, differentiation of cells during development or immune response. To understand these processes, the knowledge of the transcription factors 3D structure together with the mechanism of their interaction with DNA is essential. However, some of the typical features of transcription factors, such as is for example the presence of intrinsically unstructured regions, make the 3D structure determination by the commonly used high resolution methods challenging. Therefore, utilization of complementary methods like structural mass spectrometry (MS), which was used in this thesis, might prove to be beneficial to explore the structural basis of the transcription factor-DNA interaction. In first part of this work, a set of structural mass spectrometry methods with the main focus on hydrogen/deuterium exchange mass spectrometry (HDX-MS) was optimized and tested on two transcription factor-DNA complexes and their DNA binding motifs and proved to be...