A fehérjedinamika szerepe a MEF2 transzkripciós faktor működésében

A klasszikus szerkezet-funkció paradigma szerint a fehérjét felépítő aminosavak szekvenciája, az általuk felvett térbeli struktúra és a biológiai aktivitás között meghatározott összefüggés van. A fehérjék egy része azonban nem rendelkezik egyértelmű struktúrával, hanem szerkezetek sokaságával jellemezhető. Egyes komplexekben a fehérjék szerkezeti heterogenitásukat a kötött formában is megőrzik, amit bolyhosságnak (fuzziness) nevezünk.
Az izomsejt differenciálódás programszerűen kódolt folyamat, ahol a MEF2 transzkripciós faktorok a szabályozás központi elemei. Az izomspecifikus MEF2D izoformák az alternetív splicing következtében egy rövid, erősen savas karakterű, β doménben különböznek egymástól. A β domént tartalmazó fehérjék transzkripciós aktivitása szignifikánsan magasabb és szerepük kiemelt a differenciálódás alatt.
Bioinformatikai elemzések alapján megállapítottuk, hogy a szakasz egy rendezetlen régióban található és valószínűleg bolyhos (fuzzy) komplexet képez. Hipotézisünk szerint a β domén dinamikájának kvantitatív módosításával a transzkripciós aktivitást befolyásolni lehet. Bioinformatikai programok felhasználásával (IUPred, ANCHOR, GOR IV) 8 mutánst terveztünk, amik a vad típustól kizárólag a β domén dinamikájában különböznek.
A mutánsok transzkripciós aktivitásának megállapításához egy transzaktivációs kísérletet végeztünk el. A kísérlet egy klónozási lépéssel kezdődött, ahol az elkészült plazmid a GAL4-MEF2D fúziós fehérjék DNS szekvenciáját és a renilla reporter gént tartalmazza. A plazmidokat a Gal4 aktivátor és luciferáz reporter gént tartalmazó plazmiddal tranziensen transzfektáltuk 293T sejtekbe. A transzaktivációs hatást a luciferáz/renilla arányból állapítottuk meg. A következő méréseket egér C2C12 sejtvonalban végezzük, ahol a transzaktivációs kísérlet elvégzése mellett a mutánsok differenciálódásra kifejtett hatását vizsgáljuk meg.
Előzetes eredményeink szerint a dinamika csökkentése szignifikánsan csökkenti, míg a dinamika emelése nem változtat a transzkripciós aktivitáson. Kvantitatív összefüggés mutatható ki tehát a szabályos szerkezettel nem rendelkező szakasz dinamikai sajátosságai és az őt tartalmazó fehérje biológiai aktivitása között.