ヒトYボックス結合タンパク質Yb-1と核酸との間の相互作用の熱力学的特性

Y-Box結合タンパク質1（YB-1）はRNAとDNAの両方に結合して、さまざまな細胞システムの調節の転写と翻訳を制御します。YB-1は一部の癌細胞で過剰発現しており、癌の治療の潜在的な標的です。ここでは、RNAおよびDNA結合部位とその結合メカニズムを特定するために、多くの組換えYB-1ドメインと核酸との相互作用の等温滴定熱量測定分析について説明します。これらの結果は、タンパク質のC末端ドメインが、それぞれ発熱および吸熱反応により、一本鎖DNAおよびRNAと相互作用することを実証しました。高度に保存されたコールドショックドメイン（CSD）は、それぞれ発熱および吸熱反応によって一本鎖RNAおよびDNAに結合しています。RNAの特定の結合方法はCSDにありますが、DNAはC末端領域（アミノ酸130-219）に最も親和性と結合します。さらに、C末端領域（アミノ酸220-324）がRNAの結合化学量論を調節することがわかりました。これらの定量的熱力学的結果は、多機能タンパク質Yb-1の核酸への結合の分子メカニズムに関する予備的な兆候を提供し、その生物学的機能を調節します。

Y-box binding protein 1 (YB-1) binds to both RNA and DNA to control transcription and translation for the regulation of various cellular systems. YB-1 is overexpressed in some cancer cells and is a potential target for treatment of cancer. Herein, we describe isothermal titration calorimetry analyses of the interaction between a number of recombinant YB-1 domains and nucleic acids to identify the RNA and DNA binding sites and their binding mechanisms. These results demonstrated that the C-terminal domain of the protein interacts with single-stranded DNA and RNA by exothermic and endothermic reactions, respectively. The highly conserved cold-shock domain (CSD) also bound to single-stranded RNA and DNA by exothermic and endothermic reactions, respectively. The specific binding manner for RNA is in the CSD, whereas DNA binds with the most affinity to the C-terminal region (amino acids 130-219). We found further that the C-terminal region (amino acids 220-324) regulates the binding stoichiometry of RNA. These quantitative thermodynamic results provide a preliminary indication on the molecular mechanism of binding of the multifunctional protein YB-1 to nucleic acids to regulate its biological function.