Kas yra cinko pirštas?

Cinko pirštas yra piršto formos baltymo raukšlė, kurią sudaro specifinės aminorūgštys baltyme, jungiantis prie cinko jonų. Šie baltymai dažnai jungiasi su DNR ir RNR, nes jų forma leidžia domenui glaudžiai sąveikauti su DNR ir RNR nukleotidais. Jų nukleotidų surišimo savybės leidžia jiems veikti reguliuojant genų ekspresiją ir viruso surinkimą.

Yra keletas cinko pirštų struktūrų tipų, tačiau labiausiai paplitusi versija susideda iš alfa spiralės ir beta lakšto, dviejų dažniausiai pasitaikančių antrinių struktūrų baltymuose, abiejose bent vieno cinko jono pusėse. Alfa spiralę ir beta lakštą laiko cistino ir histidino likučiai, koordinuojantys cinko jonus per jų azoto ir sieros atomus. Cinko pirštas jungiasi su DNR ir per jo periferijoje esančias aminorūgštis sąveikauja su bazių poromis DNR dvigubos spiralės centre. Tai kompaktiškas baltymų domenas, o jo mažas dydis leidžia jam būti labai arti DNR bazių porų.

Šie baltymai yra labiausiai paplitę gyvų organizmų transkripcijos veiksniai. Transkripcijos faktorius yra baltymas, kuris jungiasi su DNR ir kontroliuoja genetinės informacijos perdavimą į RNR. Tai, kad šie baltymai yra nukreipti į DNR, pavertė juos kandidatais tikslingam pertvarkymui, siekiant nukreipti į dominančias DNR sekas.

Pavyzdžiui, cinko piršto nukleazė (ZFN) yra sintetinis baltymas, turintis sukonstruotą cinko piršto surišimo domeną, sujungtą su restrikcijos endonukleaze arba DNR skaldančiu fermentu. ZFN gali būti naudojamas DNR pjaustymui tam tikrose vietose ir yra naudinga priemonė, skatinanti specifinę DNR rekombinaciją. Suprojektuoti cinko pirštai taip pat gali būti naudojami kaip dirbtiniai transkripcijos faktoriai.

Cinko pirštų domenai randami kai kuriuose viruso baltymuose, įskaitant žmogaus imunodeficito-1 (ŽIV-1) viruso neokapsidės (NC) baltymą. NC yra patrauklus antivirusinis taikinys, nes jis svarbus virusų surinkimui ir yra labai konservuotas. Siekiant užkirsti kelią viruso replikacijai, gali būti naudojami inhibitoriai, kurie konkrečiai nukreipti į virusinių ir retrovirusinių baltymų cinko pirštus. Tokio pobūdžio antivirusinių junginių gavimas yra aktyvi biomedicininių tyrimų sritis.

Šie baltymai atlieka svarbų vaidmenį normalioje ląstelių metabolizme. Kad antiretrovirusiniai junginiai būtų veiksmingi, jie turi būti specialiai nukreipti į retrovirusinius cinko pirštų baltymus. Šie retrovirusiniai baltymai turi skirtingas aminorūgščių sekas ir struktūrinius skirtumus nuo ląstelių cinko pirštų baltymų, todėl gauti selektyvių inhibitorių yra pasiekiamas tikslas.