Cofactor-Mediated DNA Binding by the NF-kappaB Dimers

NF-kappaB 二聚体辅助因子介导的 DNA 结合

基本信息

  • 批准号:
    9887959
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 31.44万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2009-07-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary  The  NF-­  κB  dimers  bind  to  specific  DNA  response  elements  known  as  the  κB  DNA  sites  located  in  the  promoters and enhancers of thousands of genes, and regulate their expression. Although the roughly 10 bp  long  κB  sequences  follow  a  consensus, hundreds  of  specific  sequences  can  fit  the  consensus.  Sequence  variations  can  result  in  differences  in  NF-­κB-­DNA  binding  affinity,  kinetics  and  conformations  leading  to  changes  in  transcriptional  output.  Indeed,  other  and  we  reported  that  as  few  as  a  single  bp  change  can  have severe effect in gene regulation by the NF-­κB dimers. Affinities of the NF-­κB:DNA complexes derived  from  in  vitro  experiments  do  not  always  correlate  with  in  vivo  binding  and  gene  regulation.  These  observations  suggest  that  there  are  modulators  present  in  the  cell  and  without  their  inclusion  in  in  vitro  experiments  in  vivo  and  in  vitro  results  will  not  reconcile.  On  the  other  hand,  without  proper  in  vitro  experimental  set  up,  proper  investigation  of  regulatory  mechanisms  in  vivo  is  difficult  to  accomplish.  Cellular  experiments  performed  over  the  past  10  years  established  the  presence  of  several  of  such  modulators,  but  their  mechanisms  of  action  could  not  be  properly  explained  without  thorough  biochemical  and  biophysical  experiments.  We  term  these  modulators  cofactors.  These  cofactors  alter  the  DNA  binding  affinity  of  NF-­κB  p50:RelA  heterodimer  and  RelA  homodimers  in  a  κB  sequence-­specific  manner.  The  focus  of  this  proposal  is  to  use  new  experiments  to  propose  a  unifying  principle  of  how  the  cofactors  regulate NF-­κB activity.   We  propose  that  when  the  affinity  between  an  NF-­κB:κB  DNA  complex  is  weak,  a  cofactor  can  act  positively  enhancing  the  affinity  of  NF-­κB:DNA  complexes  by  directly  contacting  NF-­κB  without  contacting  DNA  allowing  gene expression  to occur. Alternatively, a  cofactor  can act  negatively  by  removing  NF-­κB  off  the  DNA  (or  reduce  affinity).  Several  positive  cofactors  and  few  negative  cofactors  are  known.  We  will  investigate  the  mode  of  actions  of  a  few  of  these  cofactors  in  vitro.  Specifically,  we  will  identify  the  site  of  interaction of both  positive  and  negative  cofactors  on  RelA and how they use  allosteric  mechanism to alter  DNA binding by RelA. Since no cofactor specific to p50 is known, we also plan to identify cofactors specific  to the p50 subunit and investigate if and how these new cofactors act together with RelA-­specific cofactors.  We  will  generate  mutants  of  RelA  defective  in  cofactor  binding  and  test  how  gene  expression  profile  and  DNA binding in cells alters in response to specific stimulus.
项目摘要 NF-κB二聚体与特定的DNA响应元件结合,称为位于该位置的κBDNA位点 基因的启动子和增强子,并调节其表达。尽管大约10 bp 长κB序列遵循共识,数百个特定序列可以符合共识。顺序 变化会导致NF-κB-DNA结合亲和力,动力学和构象的差异,导致 转录输出的变化。确实,其他,我们报告说,只有一个BP更改可以 NF-κB二聚体对基因调节具有严重作用。 NF-κB的亲和力:衍生的DNA复合物 在体外实验并不总是与体内结合和基因调节相关。这些 观察结果表明,细胞中存在调节剂,并且不包含在体外 体内和体外结果的实验​​不会和解。另一方面,没有适当的体外 实验设置,在体内对监管机制的适当投资很难完成。 在过去的10年中进行的细胞实验确定了其中几个此类的存在 调节器,但是如果没有优先级的生化,无法正确解释其作用机制 和生物物理实验。我们称这些调节器辅助因子。这些辅助因子改变了DNA结合 NF-κBp50的亲和力:以κB序列特异性方式的Rela异二聚体和RELA同型二聚体。这 该提案的重点是使用新实验提出一个统一原则,以说明如何辅助因子 调节NF-κB活性。 我们建议,当NF-κB:κBDNA复合物之间的亲和力很弱时,辅助因子可以作用 通过直接接触NF-κB而无需接触,从而积极增强NF-κB:DNA复合物的亲和力 DNA允许发生基因表达。另外,辅助因子可以通过删除NF-κB来负面作用 DNA(或减少亲和力)。已知几个阳性辅因子和很少的负辅因子。我们将 在体外研究其中一些辅助因子的作用方式。具体来说,我们将确定 阳性和负辅因子在Rela上的相互作用以及它们如何使用变构机制改变 Rela的DNA结合。由于没有p50特定的辅助因子,因此我们还计划识别特定的辅助因子 到P50亚基,并研究这些新辅助因子是否以及如何与Rela特异性辅助因子一起起作用。 我们将在辅因子结合中产生Rela有缺陷的突变体,并测试基因表达谱和如何 细胞中的DNA结合对特定刺激的响应改变。

项目成果

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数据更新时间:2024-06-01

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