ZBTB protein ailesinde dimerizasyon ve polimerizasyonun hesaplamalı tahmini ve deneysel gösterimi

İnsan genomunda 49 geni olan ZBTB transkripsiyon regülatör protein ailesi, kromatin yapısı düzenlemesinden kök hücre diferansiyasyonuna, hücresel oksidatif fosforilasyondan p53 yolağına kadar çeşitli hücresel süreçlerde farklı roller üstlenir. Bu çalışma, ZBTB proteinlerinin heterodimerizasyon potansiyelini açığa çıkarmaya odaklanmaktadır, özellikle de etkileşimleri ve dimerizasyonu kontrol eden N-terminal BTB bölgelerine odaklanmaktadır. Protein ailesi içinde heterodimerizasyon olmasına rağmen, homodimerizasyon daha yaygın görülmektedir ve belirli heterodimer oluşumlarının nedenleri hala belirsizdir. Heterodimer oluşumunu araştırmak, fonksiyonlarını anlamak ve yeni etkileşimleri keşfetmek amacıyla AlphaFold yapay zeka algoritmaları kullanılarak hesaplamalı tahminler yapılmıştır. Bu araştırma ile, ZBTB9 proteinin BTB bölgesinin yüksek heterodimer oluşum potansiyeline sahip önemli bir aday olduğunu belirledik. ZBTB9 BTB bölgesi üzerinde uyguladığımız deneysel yaklaşımlar ile, biomoleküler kondensat oluşturma kapasitesini gösterdik. Hesaplamalı yapı tahminleri, amino asit motif keşfi ve deneysel mutasyonları kullanarak, kondensat oluşumunun sadece ZBTB9 BTB böglesinde değil, aynı zamanda ZBTB5, ZBTB6 ve ZBTB8A BTB bölgelerinde de potansiyel polimerizasyonla ilişkili olduğunu ortaya koyduk. Bu çalışmada 49 ZBTB proteini içinden 20'sinin, BTB bölgesinde polimerizasyonu aracılığıyla kondensat oluşturma potansiyeline sahip olduğunu öne sürüyoruz. Bu potensiyel polymerizasyona neden olan bölgede, yeni keşfedilen bir amino asit motifi ve hidrojen bağı oluşturan kritik bir serin içerdiğini gösterdik. Bu araştırma, ZBTB protein davranışlarının anlaşılmasına, özellikle aile içindeki yeni etkileşim türlerinin belirlenmesine katkıda bulundu. Çalışmanın bulguları, ZBTB protein aile üyeleri arasında zengin işlevselliklere işaret etmektedir.