Molecular recognition of the methylated histone peptides by the tandem tudor domains of JMJD2A

Bu çalışmada, moleküler dinamik simülasyonu ve MM-PBYA/GBYA (MM: Moleküler Mekanik; PB: Poisson Boltzmann; GB: Genellenmiş Born; YA: Yüzey Alanı) yöntemiyle, metillenmiş histon kuyruklarının (H3K4me3, H4K20me3, H4K20me2 ve H3K9me3) JMJD2A tudor domeni tarafından tanınması incelenmiştir. Bu bağlamda, kompleks ve serbest yapıların 25 ns lik moleküler dinamik simülasyonları yapılmıştır. Kompleks yapıların stabilizasyonunu sağlayan kritik amino asitlerin tespit edilmesi amacıyla tudor domeni ve peptitler arasındaki hidrojen bağları ve tuz köprüleri incelenmiştir. Bağlanma afinitelerinin entropik etkilerini belirlemek amacıyla normal mod analizi ve moleküler mekanik hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. GB ve PB uygulamalarından elde edilen bağlanma enerjileri sonuçlarına dayanarak, H4K20me3 peptidinin GB hesaplamalarında en yüksek afiniteye sahip olduğu, H4K20me2 peptidinin ise PB hesaplamalarında en yüksek afiniteye sahip olduğu tespit edilmiştir. Bununla birlikte, H3K9me3 peptidinin her iki model hesaplamalarında JMJD2A-tudor domeni için en düşük afiniteye sahip olduğu görülmüştür. Ayrıca, H4K20me2 peptidinin H4K20me3 peptidiyle aynı bağlanma şekline sahip olduğu ve H3K9me3 peptidinin de H3K4me3 peptidiyle aynı bağlanma şeklini benimsediği görülmüştür. Bağlanma enerjilerinin entalpik ve entropik analizi, histon peptitlerinin tanınmasının her iki model için de (GB ve PB) genellikle van der Waals etkileşimleri tarafından gerçekleştirildiğini göstermiştir. Bununla birlikte GB hesaplarına dayanarak, yapılardaki kritik amino asitlerin belirlenmesi amacıyla, amino asitlerin ikili ve tekli ana zincir ve yan zincir katkılarının yanısıra enerjetik bileşenleri analiz edilmiştir. Böylelikle peptidlerin tanınması için önemli olan elektrostatik ve van der Waals etkileşimleri açıklığa kavuşturulmuştur.