БИОХИМИЯ, 2014, том 79, вып. 6, с. 732–736
Гипотеза
УДК 577.214
Равный вклад скорости диффузии и скорости связывания ДНК в предполагаемое пространственное распределение транскрипционного ядерного фактора каппа-B внутри ядра клетки
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: транскрипционный фактор, ядерный фактор каппа-B, диффузия, константа скорости реакции, взаимодействие ДНК–белок.
Аннотация
На пространственное распределение молекул транскрипционного фактора, которые проникают в ядро эукариотической клетки, влияют два физических процесса: связывание с геномной ДНК и диффузия в ядерном объеме. Путем сравнения констант скорости связывания ДНК и белка и скорости диффузии белка можно определить, какой из указанных процессов является лимитирующим. Если процесс ограничивается диффузией, молекулы транскрипционного фактора захватываются ДНК до их распределения по объему ядра. В другом случае, когда лимитирующей является скорость реакции, эти молекулы располагаются по ядру равномерно и только затем найдут свои участки связывания. На примере хорошо изученного димерного фактора NF-κB мы рассчитали его диффузионную константу с использованием уравнения Дебая–Смолуховского. Значение этой константы составляет ≈10–15 см3 · с–1. Оно оказалось очень близким к константе скорости связывания NF-κB с ДНК, известной из предшествующих работ. Так, по-видимому, в пространственном распределении NF-κB по ядру и диффузия, и связывание ДНК играют равную роль. Приведенная теоретическая оценка подчеркивает значимость трехмерной структуры генома в регуляции генной экспрессии. По всей вероятности, управление генной экспрессией транскрипционными факторами существенно зависит от локальной концентрации открытого хроматина.