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 数学 统计
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
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
Criminology34应助二五九采纳,获得10
1秒前
晚星发布了新的文献求助10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
星空发布了新的文献求助10
6秒前
文献发布了新的文献求助30
8秒前
9秒前
9秒前
10秒前
12秒前
13秒前
Rachel完成签到,获得积分10
14秒前
codwest完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
15秒前
越旻完成签到,获得积分10
16秒前
zxj完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
喜欢猫发布了新的文献求助10
16秒前
酷炫的爆米花完成签到,获得积分10
17秒前
李爱国应助西海沉采纳,获得10
17秒前
Orange应助方法采纳,获得10
17秒前
17秒前
沉静亿先完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
20秒前
20秒前
研友_5Zl9D8发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
21秒前
22秒前
22秒前
22秒前
烂漫的煎饼完成签到 ,获得积分10
24秒前
24秒前
24秒前
SC234发布了新的文献求助10
25秒前
25秒前
26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
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
化妆品原料学 1000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
The Political Psychology of Citizens in Rising China 600
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5633845
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4729625
关于积分的说明 14986791
捐赠科研通 4791677
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2558987
邀请新用户注册赠送积分活动 1519408
关于科研通互助平台的介绍 1479690