Superhelical DNA as a preferential binding target of 14-3-3 gamma protein

BRÁZDA, Václav, Jana ČECHOVÁ, Jan COUFAL, Sigrun RUMPEL and Eva BRÁZDOVÁ JAGELSKÁ. Superhelical DNA as a preferential binding target of 14-3-3 gamma protein. JOURNAL OF BIOMOLECULAR STRUCTURE & DYNAMICS. PHILADELPHIA: TAYLOR & FRANCIS INC, 2012, vol. 30, No 4, p. 371-378. ISSN 0739-1102. Available from: https://dx.doi.org/10.1080/07391102.2012.682205.

Basic information

• Original name: Superhelical DNA as a preferential binding target of 14-3-3 gamma protein
• Name in Czech: Superhelikální DNA jako preferenční vazebný cíl pro protein 14-3-3 gamma
• Authors: BRÁZDA, Václav, Jana ČECHOVÁ, Jan COUFAL, Sigrun RUMPEL and Eva BRÁZDOVÁ JAGELSKÁ.
• Edition: JOURNAL OF BIOMOLECULAR STRUCTURE & DYNAMICS, PHILADELPHIA, TAYLOR & FRANCIS INC, 2012, 0739-1102.

Other information

• Original language: English
• Type of outcome: Article in a journal
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• Impact factor: Impact factor: 4.986 in 2010
• Doi: http://dx.doi.org/10.1080/07391102.2012.682205
• UT WoS: 000308104100001
• Keywords (in Czech): 14-3-3 proteiny, vazba k DNA, protein-DNA komplex, superhelikální DNA
• Keywords in English: 14-3-3 proteins; DNA binding; protein-DNA complex; superhelical DNA
• Tags: ne MU, RIV ne
• Tags: Reviewed

Abstract

The 14-3-3 protein family is a highly conserved and widely distributed group of proteins consisting of multiple isoforms in eukaryotes. Ubiquitously expressed, 14-3-3 proteins play key roles in DNA replication, cell cycle regulation, and apoptosis. The function of 14-3-3 proteins is mediated by interaction with a large number of other proteins and with DNA. It has been demonstrated that 14-3-3 gamma protein binds strongly to cruciform structures and is crucial for initiating replication. In this study, we analyzed DNA binding properties of the 14-3-3 gamma isoform to linear and supercoiled DNA. We demonstrate that 14-3-3 gamma protein binds strongly to long DNA targets, as evidenced by electrophoretic mobility shift assay on agarose gels. Binding of 14-3-3 gamma to DNA target results in the appearance of blurry, retarded DNA bands. Competition experiments with linear and supercoiled DNA on magnetic beads show very strong preference for supercoiled DNA. We also show by confocal microscopy that 14-3-3 protein in the HCT-116 cell line is co-localized with DNA cruciforms. This implies a role for the 14-3-3 gamma protein in its binding to local DNA structures which are stabilized by DNA supercoiling.

Abstract (in Czech)

Skupina 14-3-3 proteinů je vysoce konzervovaná, velmi rozšířená u eukaryot a skládá se z několika izoforem. Tyto proteiny hrají roli v regulace buněčného cyklu, replikaci DNA a apoptóze. Svoji funkci tyto proteiny vykonávají prostřednictvím interakcí s dalšími proteiny a s DNA. Dříve bylo dokázáno, že se 14-3-3 gamma protein silně váže ke křížové struktuře v DNA a hraje podstatnu roli při iniciaci replikace DNA. V této stusii jsme analyzovali vazebné vlastnosti izoforem proteinu 14-3-3 gamma vzhledem k lineární a superhelikální DNA. 14-3-3 gamma se silně váže k dlouhým DNA cílům, což jsme dokázali pomocí retardační analýzou v agarózovém gelu. Vazba 14-3-3 gamma proteinu vede ke vzniku neostrých retardovaných proužků na gelu. Kompetiční pokusy s lineární a superhelikální DNA za použití magnetických kuliček ukazuje silnou preferenci tohoto proteinu pro superhelikální DNA. Pomocí konfokální mikroskopie jsme také prokázali interakci 14-3-3 proteinů s křížovými strukturami v buněčné linii HCT-116. Toto naznačuje, že cíle pro 14-3-3 gamma protein jsou lokální struktury v DNA stabilizované superhelicitou DNA.