Spec-seq: determining protein-DNA-binding specificity by sequencing

doi:10.1093/bfgp/elu043

审查

.2015年1月；14(1):30-8.

doi:10.1093/bfgp/elu043。 Epub 2014年10月30日。

Spec-seq：通过测序确定蛋白-DNA结合特异性

加里·德·斯托莫, 郑佐, 伊明·Kenny Chang

PMID： 25362070
预防性维修识别码：项目经理4366588
内政部： 10.1093/bfgp/elu043

审查

Spec-seq：通过测序确定蛋白-DNA结合特异性

加里·德·斯托莫等。功能基因组学简介. 2015年1月.

.2015年1月；14(1):30-8.

doi:10.1093/bfgp/elu043。 Epub 2014年10月30日。

作者

加里·德·斯托莫, 郑佐, 伊明·Kenny Chang

PMID： 25362070
预防性维修识别码：项目经理4366588
内政部： 10.1093/bfgp/elu043

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勘误表：Spec-seq：通过测序确定蛋白-DNA结合特异性。
Zuo Z、Chang YK、Stormo GD。 Zuo Z等。功能基因组学简介。2022年4月11日；21(2):142. doi:10.1093/bfgp/elab044。功能基因组学简介。2022 PMID：34923581 免费PMC文章。没有可用的摘要。

摘要

蛋白质-DNA相互作用的特异性可以通过在标准结合反应中对结合组分和未结合组分进行测序直接确定。该程序简单且成本低廉，并且对于数千个平行分析的序列，精确度可能很高。通过测量，可以评估简单的特异性模型（如位置权重矩阵）的准确性，如果有用，还可以开发更复杂的模型。这些可能提供体内结合位点的更准确预测，并有助于我们了解识别的细节。作为一个例子，我们展示了获得的关于紫胶阻遏物结合的新信息。人们可以将相同的方法应用于同时与单个DNA结合的因子组合，并确定单个因子的特异性和它们之间的协同性。

关键词：蛋白质-DNA相互作用；特异性；转录因子。

PubMed免责声明

数字

**图1：**
结合反应和结合和未结合部分的分离。(A类). 带有DNA结合蛋白（新月形）和不同DNA序列混合物（曲线）的反应管。不同的序列对蛋白质具有不同的亲和力，这由不同的线表示。每个序列中的一部分与蛋白质结合，另一部分未结合，但亲和力较高的序列结合比例较高。(B类). EMSA凝胶，其中结合组分和未结合组分被分离成不同的条带( ${B类}_{X（X）}$ 和 ${B类}_{-}$ ）。

**图2：**
使用Spec-seq进行的Lac阻遏物研究。(A类). 野生型运算符O1和四个随机库。在库R2中，删除中心G（位置0），并随机化O1的不对称碱基（−4，−2，+2，+4）。在库R3.1和R3.2中，中心位置（0）随机化为位置2至5（在R3.1中）和−5至−2（在R3.2中注意反向）。在R4中，插入一个额外的C（我们现在有两个0位置，标记为−0和+0），位置−4、−2、+2和+4是随机的。还显示了每个库获得的最高亲和力结合位点。(B类). 来自R3库的Energy徽标，首选序列与O1序列匹配。对于带有CG间隔物（R2库）的位点，最好是左半位点的两个副本。对于带有CCGG间隔物（R4库）的站点，首选两个右半位副本。(C类). 从用不同蛋白质浓度进行的重复实验来看，两种相对亲和力测量值之间的分数差异。大多数都在10%以内。(D类). 数据如C部分所示，但取对数表示重复测量的结合能差异。大多数在0.1 kT范围内。(E类). 将来自库R3.1（右侧）和R3.2（左侧）的所有能量与来自首选结合位点的不匹配数量进行比较。这表明左半位平台的能量高于右半位，而左半位的变化通常更不利于结合。此外，许多具有两个或多个突变的左手位点变体的能量高于从单个变体总和预测的能量。

**图3：**
两种蛋白质结合的反应图，**X（X）**和**Y（Y）**，到每个都有结合位点的序列，**x个_我**和**年_我**分别是。所示的结合常数是蛋白质的结合常数**X（X）**单独装订**K（K）_X（X）**，用于**Y（Y）**单独装订**K（K）_Y（Y）**，对于每个绑定（当另一个绑定已经绑定时），**K（K）_{X | Y}**和**K（K）_Y|X年**.

**图4：**
组合体系中结合反应和结合组分与非结合组分的分离。(A类). 两种蛋白质（新月形和子弹形）和包含每个蛋白质结合位点的DNA序列的混合物。不同的色度表示这两种蛋白质的不同亲和力。未显示包括两个结合位点之间的各种距离的可能性。(B类). EMSA凝胶显示未结合DNA的四条带( ${B类}_{-, -}$ )，受其中之一的约束**X（X）**或**Y（Y）**独自一人( ${B类}_{X（X）, -}$ 或 ${B类}_{-, Y（Y）}$ )或受两者约束( ${B类}_{X（X）, Y（Y）}$ ).

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