Zinkfingerprotein

Darstellung eines Zinkfingerproteins, das aus einer α-Helix und einer antiparallelen β-Faltblatt-Struktur besteht. Das grün dargestellte Zinkion wird von je zwei Histidin- und Cystein-Resten koordinativ gebunden.

Der Transkriptionsfaktor Zif268 (blau) enthält drei komplexierte Zinkfinger und bindet in dieser Darstellung an die DNA (orange). Die koordinierenden Aminosäurereste um die Zinkionen (grün) herum sind hervorgehoben.

Zinkfingerproteine sind eine Klasse von Proteinen, die eine bestimmte Proteindomäne besitzen: die Zinkfingerdomäne, bei der ein Zinkion koordinativ gebunden ist. Die Polypeptidkette nimmt durch den Einbau des Zinkatoms eine schleifenförmige Struktur – den sogenannten Zinkfinger – ein, welche spezifisch mit der DNA oder auch RNA interagieren kann.^[1]

Aufbau

Zinkfingerproteine haben mindestens eine Zinkfingerdomäne, die sich um ein zentrales Zinkion (Zn²⁺) faltet (siehe Abbildung). Die Zinkfinger-Domäne ist eine hauptsächlich an DNA bindende Domäne, daher sind Zinkfingerproteine meist Transkriptionsfaktoren. Auch RNA-bindende Zinkfingerproteine sind bekannt. Zu den Zinkfingerproteinen zählen aber auch Rezeptoren für Steroidhormone.

Bei der Rolle als Transkriptionsfaktor bindet die Schleife des Proteins, das im Inneren jeweils zwei Cystein- und zwei Histidinreste um das zentrale Zn²⁺-Ion enthält (C₂H₂-Zinkfingerprotein), an eine bestimmte Base in der großen Furche der DNA-Doppelhelix. Zinkfingerproteine können auch aus vier beziehungsweise sechs zinkbindenden Cystein-Resten aufgebaut sein (C₄- bzw. C₆-Zinkfingerproteine).

Die Zinkfingerdomäne besteht immer aus einer Consensus-Sequenz, die je nach Art der Zinkfingerdomäne variieren kann.

Potenzielle Anwendung

Die Fähigkeit von Zinkfingerproteinen spezifisch an nahezu jede DNA-Sequenz binden zu können, macht speziell aufgebaute (designed) Zinkfingerproteine zu potenziellen Gentherapeutika für die Behandlung verschiedener genetisch bedingter Krankheiten.^[2][3][4] Es können mit Zinkfingerdomänen auch künstliche Restriktionsenzyme, die Zinkfingernukleasen hergestellt werden.

Einzelnachweise

1. ↑ Thiel, G. & Lietz, M. (2004): Regulator neuronaler Gene: Zinkfingerprotein REST. In: Biologie in unserer Zeit. 34, S. 96–101. doi:10.1002/biuz.200410244
2. ↑ Papwoth, M. et.al. (2006): Designer zinc-finger proteins and their applications. In: Gene. 366, S. 27–38. PMID 16298089
3. ↑ Kang, J.S. & Kim, J.S. (2000): Zinc finger proteins as designer transcription factors. In: J. Biol. Chem. 275, S. 8742–8748. PMID 10722717
4. ↑ Gomanns, W.M. et.al. (2005): Engineering zinc finger protein transcription factors: the therapeutic relevance of switching endogenous gene expression on or off at command. In: J. Mol. Biol. 354, S. 507–519. PMID 16253273

Literatur

• Quinlan, K.G.R. et al. (2007): Amplification of zinc finger gene 217 (ZNF217) and cancer: When good fingers go bad. In: Biochimica et Biophysica Acta. 1775, S. 333–340.

Weblinks

• Zinc finger consortium zur Nutzbarmachung von Zinkfingerdomänen für gentechnische Anwendungen