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抗惊厥药可修饰DNA构象并与染色体蛋白相互作用

丙戊酸被用作抗惊厥药物已有数十年的最新研究结果表明,丙戊酸可以与DNA构象相互作用并调节基因表达。

这些是巴西圣保罗州坎皮纳斯大学(UNICAMP)的生物学家Maria Luiza S. Mello领导的项目的一些重要发现,该项目由生物学研究所荣誉退休教授Benedicto de Campos Vidal合作结构与功能生物学。

该小组已经研究了丙戊酸或丙戊酸钠(VPA)的功能超过十年,并在细胞模型中证明了该化合物对与糖尿病相关的基因表达的作用(更多信息请见:agencia.fapesp.br/ 23819)。

在国际生物大分子期刊上发表的文章中报道了其与DNA的相互作用。该研究是FAPESP支持的主题项目的一部分,目的是研究VPA的作用。梅洛说:“阐明药物的作用机制很重要,因为它为新型药物研究铺平了道路。”

组蛋白和DNA的变化

VPA的表观遗传作用-在不改变受试者DNA的情况下影响基因表达的能力-已经众所周知。梅洛说:“ 2017年,伊朗研究人员提出了不仅是表观遗传的而且还涉及与组蛋白H1结构直接相互作用的作用机制的可能性。”“因此,我们决定研究组蛋白和DNA本身对VPA的反应。”组蛋白是细胞核蛋白和染色质(染色体的实质)的关键成分。这些由紧密缠绕在组蛋白周围的DNA组成。

该小组测试了包含VPA-DNA和VPA-组蛋白混合物的样品。他们使用先前由FAPESP购得的Campos Vidal仪器,通过高性能偏振显微镜和傅里叶变换红外光谱分析了H​​1,H3和VPA之间的相互作用。

“带有DNA,组蛋白和VPA的样品首先在偏光显微镜下进行分析,然后在红外显微镜下进行分析”,梅洛说。这种类型的测量是通过将光谱仪与特殊的显微镜相结合进行的,产生了分子结构的光谱特征-分子如何组织的图形记录。

签名图显示带有峰和谷的曲线。梅洛说:“峰的频率指向特定的化学基团。”

然后,研究小组比较了有无VPA的组蛋白和DNA组织。“我们发现VPA会引起感兴趣的两个组蛋白H1和H3的构象或空间排列发生变化。此外,我们观察到DNA超结构和分子顺序的变化。”他说。下一步将是确认这种作用是否还会在体外用VPA处理的细胞中发生。

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