Genome-wide prediction of minor-groove electrostatic potential enables biophysical modeling of protein–DNA binding

副槽 DNA 生物 碱基对 DNA测序 计算生物学 生物物理学 蒙特卡罗方法 基因组 基因 DNA结合位点 生物系统 遗传学 基因表达 发起人 统计 数学
作者
Tsu-Pei Chiu,Satyanarayan Rao,Richard S. Mann,Barry Honig,Remo Rohs
出处
期刊:Nucleic Acids Research [Oxford University Press]
卷期号:45 (21): 12565-12576 被引量:71
标识
DOI:10.1093/nar/gkx915
摘要

Protein–DNA binding is a fundamental component of gene regulatory processes, but it is still not completely understood how proteins recognize their target sites in the genome. Besides hydrogen bonding in the major groove (base readout), proteins recognize minor-groove geometry using positively charged amino acids (shape readout). The underlying mechanism of DNA shape readout involves the correlation between minor-groove width and electrostatic potential (EP). To probe this biophysical effect directly, rather than using minor-groove width as an indirect measure for shape readout, we developed a methodology, DNAphi, for predicting EP in the minor groove and confirmed the direct role of EP in protein–DNA binding using massive sequencing data. The DNAphi method uses a sliding-window approach to mine results from non-linear Poisson–Boltzmann (NLPB) calculations on DNA structures derived from all-atom Monte Carlo simulations. We validated this approach, which only requires nucleotide sequence as input, based on direct comparison with NLPB calculations for available crystal structures. Using statistical machine-learning approaches, we showed that adding EP as a biophysical feature can improve the predictive power of quantitative binding specificity models across 27 transcription factor families. High-throughput prediction of EP offers a novel way to integrate biophysical and genomic studies of protein–DNA binding.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
诚0911完成签到,获得积分20
刚刚
阳光的诗蕊关注了科研通微信公众号
1秒前
1秒前
欣喜小甜瓜完成签到,获得积分10
1秒前
平常的夏菡完成签到 ,获得积分10
1秒前
划水鱼发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
jisean完成签到,获得积分10
2秒前
liwei应助Makoto1377采纳,获得10
2秒前
浮游应助Makoto1377采纳,获得10
2秒前
赘婿应助自行采纳,获得10
3秒前
Fsy应助深秋大晌午采纳,获得10
3秒前
zhs发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
酒酒发布了新的文献求助10
4秒前
sam完成签到,获得积分10
5秒前
B站萧亚轩发布了新的文献求助10
5秒前
成就万仇完成签到,获得积分20
5秒前
xushaowen发布了新的文献求助10
6秒前
诗瑜发布了新的文献求助10
7秒前
Ray_Chun完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
浮游应助Luminous采纳,获得10
9秒前
9秒前
热情的寄瑶完成签到,获得积分10
10秒前
月亮发布了新的文献求助10
10秒前
yuki发布了新的文献求助10
10秒前
Makoto1377完成签到,获得积分20
11秒前
思源应助水合肼采纳,获得10
11秒前
12秒前
okkk发布了新的文献求助10
12秒前
852应助葛辉辉采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
lyric发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
科研通AI5应助友好的储采纳,获得10
13秒前
xiax03完成签到,获得积分10
13秒前
诗瑜完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
Artificial Intelligence driven Materials Design 600
Comparing natural with chemical additive production 500
Machine Learning in Chemistry 500
Investigation the picking techniques for developing and improving the mechanical harvesting of citrus 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5193007
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4375799
关于积分的说明 13626640
捐赠科研通 4230400
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2320393
邀请新用户注册赠送积分活动 1318798
关于科研通互助平台的介绍 1269105