Стерическая избирательность белок-белковых и белок-нуклеиновых контактов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.02, кандидат физико-математических наук Анашкина, Анастасия Андреевна

• Анашкина, Анастасия Андреевна
• кандидат физико-математических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Анашкина, Анастасия Андреевна

Введение.

Цели и задачи исследования.

Научная новизна.

Практическое значение работы.

Глава 1. Обзор литературы.

Взаимодействия белок-ДНК.

Глава 2. Методы.

Разбиение Вороного-Делоне.

Модели случайно и неслучайно контактирующих химических единиц амннокислот/нуклеотидов).

Использованные статистические подходы.

Глава 3. Исследование белок-белковых контактов.

Исследованная выборка белок-белковых комплексов.

Статистика атом-атомных контактов.

Аминокислотный состав белок-белковых интерфейсов.

Контакты между аминокислотными остатками.

Предпочтения в контактах между аминокислотными остатками.

Глава 4. Исследование междоменных контактов в глобулярных белках

Исследованная выборка.

Аминокислотный состав областей взаимодействия доменов.

Контакты между аминокислотными остатками.

Предпочтения в контактах между аминокислотными остатками.

Глава 5. Исследование контактов в комплексах белок-ДНК.

Статистика контактов между аминокислотными остатками и нуклеотндами в области взаимодействий белок-ДНК.

Влияние малых но площади контактов на величину индекса представленности.

Статистика атом-атомных контактов при взаимодействиях белок-ДНК.

Глава 6. Обсуждение результатов.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Стерическая избирательность белок-белковых и белок-нуклеиновых контактов»

Общеизвестно, что физико-химические свойства макромолекул определяются последовательностью их химических единиц. Знание принципов взаимодействия биологических макромолекул, понимание связи между аминокислотной последовательностью, строением и взаимодействием белков даст возможность для развития фундаментальных подходов, а также компьютерного моделирования взаимодействий белковых молекул, что существенно изменит процесс создания новых лекарственных средств. Адекватный способ моделирования взаимодействий между белковыми молекулами позволит существенно сократить временные и финансовые затраты, связанные с исследованием свойств новых белковых препаратов.

Белок-белковые взаимодействия являются решающими практически во всех основных биологических процессах, таких как клеточная регуляция, пути биосинтеза и распада, передача сигнала, инициация репликации ДНК, транскрипция и трансляция, образование олигомеров и мультимолекулярных комплексов, упаковка вирусов и иммунный ответ. Благодаря своей важности взаимодействия белков - предмет многих исследований. Однако расшифровка природы взаимодействий белков является достаточно трудной задачей. С физико-химической точки зрения имеет место сложный баланс относительного вклада различных взаимодействий, и большое разнообразие мотивов, составляющих область взаимодействия.

Проблема контактов между аминокислотными остатками носит довольно сложный характер и требует усовершенствованных методов анализа. В большинстве случаев наблюдаемые эффекты зависят от параметров, используемых при вычислении. Поэтому желательно, если это возможно, применение непараметрического метода. Разбиение Вороного-Делоне - классический непараметрический метод, позволяющий определять прямые контакты между атомами, и, соответственно, между аминокислотами. Разбиение Вороного-Делоне уже давно прекрасно зарекомендовало себя в структурной биологии. С помощью этого разбиения исследовали плотность упаковки атомов белков, средние объемы аминокислот, объемы атомов на поверхности белков, а также средние объемы атомов в пространственных структурах большого числа неорганических соединений и белков.

Предсказывать возможные области контактов между двумя данными белками, а также конкретные аспекты таких взаимодействий в настоящее время возможно лишь с ограниченной точностью и большими временными затратами. Структуры белков состоят из большого числа атомов, остатки аминокислот зачастую довольно подвижны, и имеют много степеней свободы, а потому процесс реконструкции взаимодействия сопряжен с большой трудоемкостью в вычислительном смысле. Даже возрастающие с каждым годом мощности суперкомпьютеров и кластеров не позволяют провести такой анализ для всего банка белковых структур. В связи с этим встает задача разработки новых подходов к моделированию взаимодействий белковых цепей и конструированию областей их контактов, а для этого необходимо знать характерные особенности таких взаимодействий.

Наиболее часто для изучения ключевых для взаимодействия аминокислот используют сайт-направленный мутагенез, кинетику равновесных и неравновесных состояний, анализ рН, изотопное разделение и равновесное связывание. Многочисленные исследователи, при изучении группы гомологичных белков, определяют важные для распознавания и связывания аминокислоты в рамках данной группы, однако общих, универсальных правил или «кода» распознавания для всех белков по прежнему не найдено (Mandel-Gutfreund, Schueler et al. 1995; Pabo and Nekludova 2000; Benos, Lapedes et al. 2002; Coulocheri, Pigis et al. 2007; Siggers and Honig 2007). По нашему мнению, причина этого - отсутствие адекватного метода количественной оценки реальных контактов между аминокислотными остатками/нуклеотидами.

Цели и задачи исследования

Главной целью проведённой работы было установление статистических закономерностей, характерных для контактов аминокислот во взаимодействиях между белковыми молекулами и между молекулами белка и ДНК. В задачи работы входило:

• разработка метода оценки поверхностей контакта белок-белковых и белок-нуклеиновых комплексов на основе разбиения Вороного-Делоне и создание комплекса программ, позволяющего выявлять и анализировать контакты внутри биологических макромолекул и между ними, начиная с атомного уровня организации;

• создание невырожденных выборок белок-белковых интерфейсов, домен-доменных интерфейсов и белковых цепей, а также белок-нуклеиновых комплексов;

• построение разбиения Вороного-Делоне для каждого белка/комплекса выборки и определение контактов, начиная с атомного уровня;

• разработка модели случайно и неслучайно взаимодействующих аминокислотных остатков на поверхности области взаимодействия и установление свойств модели;

• определение пар аминокислотных остатков/нуклеотидов, взаимодействующих чаще или реже, чем можно ожидать из модели случайных взаимодействий; доказательство статистической значимости отклонений; • определение ошибок.

Научная новизна.

Впервые для определения контактирующих атомов использовано разбиение Вороного-Делоне. Предложен и использован алгоритм, время работы которого пропорционально числу рассматриваемых атомов, что позволяет применить построение Вороного-Делоне к структурам белковых и белок-нуклеиновых комплексов. Показана устойчивость метода к достаточно большим - вариациям в координатах атомов, т.е. адекватность результатов для белков, определенных с достаточно низким разрешением РСА.

Впервые проанализированы выборки максимально возможного объема различных типов белок-белковых и. белок-нуклеиновых интерфейсов. Контакты определены на атомарном уровне, на основе этих данных установлены контакты между химическими единицами.

Построены модели случайного и специфического контактирования аминокислот на поверхности белок-белкового или белок-нуклеинового взаимодействия. На основе этих моделей определены предпочтения для взаимодействия аминокислотных остатков на поверхности контактов в белок-белковых или белок-нуклеиновых комплексах.

Впервые показано, что наибольшая предпочтительность наблюдается для взаимодействий между двумя цистеинами, как на поверхности контактов двух идентичных белковых цепей (гомодимеров), так и на поверхности контактовы разных белковых цепей (гетерокомплексов), а также для взаимодействий между идентичными и разными белковыми доменами.

Показано, что для всех типов белок-белкового взаимодействия, а также для взаимодействия между аминокислотами в рамках одной белковой цепи важную роль играют противоположно заряженные пары аминокислот, демонстрирующие высокий уровень предпочтения.

Установлены специфические (предпочтительные) взаимодействия между аминокислотами и нуклеотидами. Показано, что с цитозином специфически связываются отрицательно заряженные аминокислоты — аспарагиновая и глютаминовая кислоты.

Практическое зпаченис работы.

Полученные в результате проведенных исследований данные по аминокислотным предпочтениям могут представлять ценность при создании системы предсказания областей белок-белкового и белок-нуклеинового узнавания и связывания, исследовании пространственных структур фибриллярных и глобулярных белков, при разработке новых биологически активных веществ с заданными свойствами. Кроме того, они вносят вклад в понимание механизмов формирования структуры белковых молекул. Использовать такой материал можно будет в различных прикладных областях, в том числе в области медицины и фармакологии.

Заключение диссертации по теме «Биофизика», Анашкина, Анастасия Андреевна

Отрадно сознавать, что использование новой методики на основе разбиения Вороного-Делоне и моделей с оценкой ожидаемого и наблюдаемого количества контактов с введением понятия «индекс предпочтительности» позволило разделить контакты на случайные и неслучайные и оценить, таким образом, отношение каждого из контактов к варианту специфических или неспецифических взаимодействий. ВЫВОДЫ

1. Для определения контактирующих атомов и оценки поверхности взаимодействия белок-белок или белок-ДНК разработан метод на основе разбиения Вороного-Делоне. В рамках метода предложен способ оценки случайности образования контактов, который включает статистическую модель случайных и неслучайных контактов, позволяющую оценивать статистическую значимость обнаруженных контактов.

2. Предложен алгоритм, время работы которого пропорционально числу атомов. Разработано программное обеспечение, включающее модули для разбиения Вороного-Делоне, последующей обработки информации о контактах, а также визуализации пространственных построений.

3. Составлены невырожденные выборки интерфейсов белок-белковых и белок-нуклеиновых взаимодействий. С помощью разработанного комплекса программ изучена поверхность взаимодействия в больших выборках белок-белковых и белок-нуклеиновых комплексов.

4. Показано, что для всех рассмотренных типов белок-белковых взаимодействий статистически значимыми отклонениями от случайной модели являются контакты между остатками цистеина, а также между остатками с противоположными зарядами. Установлено, что для белковых комплексов, образованных двумя идентичными субъедшшцами, характерно увеличение доли контактов между аминокислотными остатками одного типа.

5. На основании проведенных исследований специфичности взаимодействии аминокислотный остатков и нуклеотидов на интерфейсах белок-ДНК сделан вывод, что значимыми являются контакты типа Asp-G, Trp-C, GIu-C, Asp-C и His-T. Предложен механизм участия отрицательно заряженных остатков в специфических взаимодействиях белок-ДНК.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Анашкина, Анастасия Андреевна, 2008 год

1. Aloy, P., H. Ceulemans, et al. (2003). "The relationship between sequence and interaction divergence in proteins." J Mol Biol 332(5): 989-98.

2. Aloy, P. and R. B. Russell (2002). "Interrogating protein interaction networks through structural biology." ProcNatl AcadSciUS A 99(9): 5896-901.

3. Amadasi, A., F. Spyrakis, et al. (2006). "Mapping the energetics of water-protein and waterligand interactions with the "natural" HINT forcefield: predictive tools for characterizing the roles of water in biomolecules." J Mol Biol 358(1): 289-309.

4. Amblar, M., M. G. de Lacoba, et al. (2001). "Biochemical analysis of point mutations in the 5-3' exonuclease of DNA polymerase I of Streptococcus pneumoniae. Functional and structural implications." J Biol Chem 276(22): 19172-81.

5. Anashkina, A., E. Kuznetsov, et al. (2007). "Comprehensive statistical analysis of residues interaction specificity at protein-protein interfaces." Proteins 67(4): 1060-77.

6. Angelov, В., J. F. Sadoc, et al. (2002). "Nonatomic solvent-driven Yoronoi tessellation of proteins: an open tool to analyze protein folds." Proteins 49(4): 446-56.

7. Ansari, S. and V. Helms (2005). "Statistical analysis of predominantly transient protein-protein interfaces." Proteins 61(2): 344-55.

8. Aqvist, J. and M. Fothergill (1996). "Computer simulation of the triosephosphate isomerase catalyzed reaction." J Biol Chem 271(17): 10010-6.

9. Argos, P. (1988). "An investigation of protein subunit and domain interfaces." Protein Eng 2(2): 101-13.

10. Bahadur, R. P., P. Chakrabarti, et al. (2003). "Dissecting subunit interfaces in homodimeric proteins." Proteins 53(3): 708-19.

11. Bahadur, R. P., P. Chakrabarti, et al. (2004). "A dissection of specific and non-spccific protein-protein interfaces." J Mol Biol 336(4): 943-55.

12. Bahar, I. and R. L. Jernigan (1997). "Inter-residue potentials in globular proteins and thedominance of highly specific hydrophilic interactions at close separation." J Mol Biol 266(1): 195-214.

13. Baker, T. A. and L. Luo (1994). "Identification of residues in the Mu transposase essential for catalysis." Proc Natl Acad Sci U S A 91(14): 6654-8.

14. Balandina, A., D. Kamashev, et al. (2002). "The bacterial histone-like protein HU specifically recognizes similar structures in all nucleic acids. DNA, RNA, and their hybrids." J Biol Chem 277(31): 27622-8.

15. Benanti, E. L. and P. T. Chivers (2007). "The N-terminal arm of the Helicobacter pylori Ni2+-dependent transcription factor NikR is required for specific DNA binding." J Biol Chem 282(28): 20365-75. '

16. Benezra, R. (1994). "An intermolecular disulfide bond stabilizes E2A homodimers and is required for DNA binding at physiological temperatures." Cell 79(6): 1057-67.

17. Benos, P. Y., A. S. Lapedes, et al. (2002). "Is there a code for protein-DNA recognition? Probab(ilistical)ly." Bioessays 24(5): 466-75.

18. Benos, P. V., A. S. Lapedes, et al. (2002). "Probabilistic code for DNA recognition by proteins of the EGR family." J Mol Biol 323(4): 701-27.

19. Bergman, L. W. and W. M. Kuehl (1979). "Formation of intermolecular disulfide bonds on nascent immunoglobulin polypeptides." J Biol Chem 254(13): 5690-4.

20. Berman, H. M., J. Westbrook, et al. (2000). "The Protein Data Bank." Nucleic Acids Res 28(1): 235-42.

21. Bohm, H. J. (1994). "The development of a simple empirical scoring function to estimate the binding constant for a protein-ligand complex of known three-dimensional structure." J Comput Aided Mol Pes 8(3): 243-56.

22. Brennan, R. G., S. L. Roderick, et al. (1990). "Protein-DNA conformational changes in thecrystal structure of a lambda Cro-operator complex." Proc Natl Acad Sci U S A 87(20): 8165-9.

23. Brown, J. H. (2006). "Breaking symmetry in protein dimers: designs and functions." Protein Sci 15(1): 1-13.

24. Chakrabarti, P. and J. Janin (2002). "Dissecting protein-protein recognition sites." Proteins 47(3): 334-43.

25. Chen, D. L. and G. E. Kellogg (2005). "A computational tool to optimize ligand selectivitybetween two similar'biomacromolecular targets." J Comput Aided Mol Pes 19(2): 69-82.

26. Cherfils, J., S. Duquerroy, et al. (1991). "Protein-protein recognition analyzed by docking simulation." Proteins 11(4): 271-80.

27. Choo, Y. and A. Klug (1997). "Physical basis of a protein-DNA recognition code." Curr Opin Struct Biol 7(1): 117-25.

28. Chothia, C. (1976). "The nature of the accessible and buried surfaces in proteins." J Mol Biol 105(1): 1-12.

29. Christensen, S. W. andN. W. Thomas (1999). "Structure characterization and predictability by Voronoi analysis." Acta Crvstallogr A 55(Pt 5): 811-820.

30. Cooper, A. (2005). "Heat capacity effects in protein folding and ligand binding: a re-evaluation of the role of water in biomolecular thermodynamics." Biophvs Chem 115(2-3): 89-97.

31. Coulocheri, S. A., D. G. Pigis, et al. (2007). "Hydrogen bonds in protein-DNA complexes: where geometry meets plasticity." Biochimie 89(11): 1291-303.

32. Cozzini, P., M. Fornabaio, et al. (2002). "Simple, intuitive calculations of free energy of binding for protein-ligand complexes. 1. Models without explicit constrained water." J Med Chem 45(12): 2469-83.

33. Cozzini, P., M. Fornabaio, et al. (2004). "Free energy of ligand binding to protein: evaluation of the contribution of water molecules by computational methods." Curr Med Chem 11(23): 3093-118.

34. Dasgupta, S., G. H. Iyer, et al. (1997). "Extent and nature of contacts between protein molecules in crystal lattices and between subunits of protein oligomers." Proteins 28(4): 494-514.

35. DeMeo, S. D., R. M. Lombel, et al. (2008). "Specificity of DNA-binding by the FAX-1 and

36. NHR-67 nuclear receptors of Caenorhabditis elegans is partially mediated via a subclass-specific P-box residue." BMC Mol Biol 9: 2.

37. Draper, D. E. (1993). "Protein-DNA complexes: the cost of recognition." Proc Natl Acad Sci U S A 90(16): 7429-30.

38. Eldridge, M. D., C. W. Murray, et al. (1997). "Empirical scoring functions: I. The development of a fast empirical scoring function to estimate the binding affinity of ligands in receptor complexes." J Comput Aided Mol Pes 11(5): 425-45.

39. Fornabaio, M., F. Spyrakis, et al. (2004). "Simple, intuitive calculations of free energy of binding for protein-ligand complexes. 3. The free energy contribution of structural water molecules in HIV-1 protease complexes." J Med Chem 47(18): 4507-16.

40. Garner, M. M. and M. B. Burg (1994). "Macromolecular crowding and confinement in cells exposed to hypertonicity." Am J Physiol 266(4 Pt 1): C877-92.

41. Garner, M. M. and D. C. Rau (1995). "Water release associated with specific binding of gal repressor." Embo J 14(6): 1257-63.

42. Gerstein, M., J. Tsai, et al. (1995). "The volume of atoms on the protein surface: calculated from simulation, using Voronoi polyhedra." J Mol Biol 249(5): 955-66.

43. Glaser, F., D. M. Steinberg, et al. (2001). "Residue frequencies and pairing preferences at protein-protein interfaces." Proteins 43(2): 89-102.

44. Goodford, P. J. (1985). "A computational procedure for determining energetically favorable binding sites on biologically important macromolecules." J Med Chem 28(7): 849-57.

45. Gorfe, A. A. and I. Jelesarov (2003). "Energetics of sequence-specific protein-DNA association: computational analysis of integrase Tn916 binding to its target DNA." Biochemistry 42(40): 11568-76.

46. Greene, L. H., Т. E. Lewis, et al. (2007). "The CATH domain structure database: new protocols and classification levels give a more comprehensive resource for exploring evolution." Nucleic Acids Res 35(Patabase issue): D291-7.

47. Guharoy, M. and P. Chakrabarti (2005). "Conservation and relative importance of residues across protein-protein interfaces." Proc Natl Acad Sci U S A 102(43): 15447-52.

48. Gurlie, R., Т. H. Duong, et al. (1999). "The role of DNA-protein salt bridges in molecular recognition: a model study." Biopolymers 49(4^: 313-27.

49. Gurskii, G. V., V. G. Tumanian, et al. (1975). "A code governing specific binding of regulatory proteins to DNA and structure of stereospecific sites of regulatory proteins." Mol Biol £Mosk) 9(5): 635-51.

50. Gurskii, G. V. and A. S. Zasedatelev (1978). "Precise relationships for calculating the binding of regulatory proteins and other lattice ligands in double-stranded polynucleotides." Biofizika 23(5): 932-46.

51. Halford, S. E. and J. F. Marko (2004). "How do site-specific DNA-binding proteins find their targets?" Nucleic Acids Res 32(10^): 3040-52.

52. Harbury, P. В., Т. Zhang, et al. (1993). "A switch between two-, three-, and four-stranded coiled coils in GCN4 leucine zipper mutants." Science 262(5138): 1401-7.

53. Harrington, R. E. (1992). "DNA curving and bending in protein-DNA recognition." Mol Microbiol 6(18): 2549-55.

54. Hendlich, M., P. Lackner, et al. (1990). "Identification of native protein folds amongst a largenumber of incorrect models. The calculation of low energy conformations from potentials of mean force." J Mol Biol 216(1): 167-80.

55. Hendsch, Z. S. and B. Tidor (1994). "Do salt bridges stabilize proteins? A continuum electrostatic analysis." Protein Sci 3(2): 211-26.

56. Higashibata, H., M. A. Siddiqui, et al. (2003). "Surface histidine residue of archaeal histone affects DNA compaction and thermostability." FEMS Microbiol Lett 224ГП: 17-22.

57. Hollenbeck, J. J., D. L. McClain, et al. (2002). "The role of helix stabilizing residues in GCN4 basic region folding and DNA binding." Protein Sci 11(11): 2740-7.

58. Honda, M., J. Inoue, et al. (2006). "Identification of the RecR Toprim domain as the binding site for both RecF and RecO. A role of RecR in RecFOR assembly at double-stranded DNA-single-stranded DNA junctions." J Biol Chem 281(27): 18549-59.

59. Honig, B. and A. Nicholls (1995). "Classical electrostatics in biology and chemistry." Science 268(5214): 1144-9.

60. Honig, B. and A. S. Yang (1995). "Free energy balance in protein folding." Adv Protein Chem 46: 27-58.

61. Honig, В. H. and W. L. Hubbell (1984). "Stability of "salt bridges" in membrane proteins." Proc Natl Acad Sci U S A 81(17^): 5412-6.

62. Horton, N. and M. Lewis (1992). "Calculation of the free energy of association for protein complexes." Protein Sci 1(1): 169-81.

63. Hubbard, S. (1992). ACCESS: A program for calculating accessibilities. Department of Biochemistry and Molecular Biology. University College of London.

64. Hubbard, S. J. and P. Argos (1994). "Cavities and packing at protein interfaces." Protein Sci 3(12): 2194-206.

65. Jang, Y. J. and D. Sanford (2001). "Modulation of fine specificity of anti-DNA antibody by CDR3L residues." Mol Immunol 38(5): 383-7.

66. Janin, J. (1999). "Wet and dry interfaces: the role of solvent in protein-protein and protein-DNA recognition." Structure 7(12): R277-9.

67. Janin, J. and C. Chothia (1978). "Role of hydrophobicity in the binding of coenzymes. Appendix. Translational and rotational contribution to the free energy of dissociation." Biochemistry 17(15): 2943-8.

68. Janin, J., S. Miller, et al. (1988). "Surface, subunit interfaces and interior of oligomeric proteins." JMol Biol 204(1'): 155-64.

69. Janin, J., S. Wodak, et al. (1978). "Conformation of amino acid side-chains in proteins." J. Mol. Biol. 125: 357-386

70. Jayaram, B. and T. Jain (2004). "The role of water in protein-DNA recognition." Annu Rev Biophys Biomol Struct 33: 343-61.

71. Jones, S. and J. M. Thornton (1996). "Principles of protein-protein interactions." Pro с Natl Acad SciUS А93Ш: 13-20.

72. Jones, S., P. van Heyningen, et al. (1999). "Protein-DNA interactions: A structural analysis." J Mol Biol 287(5): 877-96.

73. Jordan, S. R. and С. O. Pabo (1988). "Structure of the lambda complex at 2.5 A resolution: details of the repressor-operator interactions." Science 242(4880): 893-9.

74. Kabsch, W. and C. Sander (1983). "Dictionary of protein secondary structure: patternrecognition of hydrogen-bonded and geometrical features." Biopolymers 22(12): 2577637.

75. Kalodimos, C. G., N. Biris, et al. (2004). "Structure and flexibility adaptation in nonspecific and specific protein-DNA complexes." Science 305(5682): 386-9.

76. Kendall M. and A. Stuart (1998). Kendall's Advanced Theory of Statistics.

77. Keskin, О., I. Bahar, et al. (1998). "Empirical solvent-mediated potentials hold for both intramolecular and inter-molecular inter-residue interactions." Protein Sci 7(12): 2578-86.

78. Keskin, О., C. J. Tsai, et al. "(2004). "A new, structurally nonredundant, diverse data set of protein-protein interfaces and its implications." Protein Sci 13(4): 1043-55.

79. Kim, W. K. and J. C. Ison (2005). "Survey of the geometric association of domain-domain interfaces." Proteins 61(4): 1075-88.

80. Mandel-Gutfreund, Y. and H- Margalit (1998). "Quantitative parameters for amino acid-baseinteraction: implications for prediction of protein-DNA binding sites." Nucleic Acids Res 26(10): 2306-12.

81. Mandel-Gutfreund, Y., IT. Margalit, et al. (1998). "A role for CH.O interactions in protein-DNA recognition." J Mol Biol 277(5): 1129-40.

82. Mandel-Gutfreund, Y., О. Schueler, et al. (1995). "Comprehensive analysis of hydrogen bonds in regulatory protein DNA-complexes: in search of common principles." J Mol Biol 253(2): 370-82.

83. Matthew, J. B. (1985). "Electrostatic effects in proteins." Annu Rev Biophys Biophys Chem 14: 387-417.

84. Matthews, B. W. (1988). "Protein-DNA interaction. No code for recognition." Nature 335(6188): 294-5.

85. Minton, A. P. (1998). "Molecular crowding: analysis of effects of high concentrations of inert cosolutes on biochemical equilibria and rates in terms of volume exclusion." Methods Enzvmol 295: 127-49.

86. Mintz, S., A. Shulman-Peleg, et al. (2005). "Generation and analysis of a protein-proteininterface data set with similar chemical and spatial patterns of interactions." Proteins 61(1): 6-20.

87. Monecke, P., T. Borosch, et al. (2006). "Determination of the interfacial water content in protein-protein complexes from free energy simulations." Biophys J 90(3): 841-50.

88. Mozzarelli, A. and G. L. Rossi (1996). "Protein function in the crystal." Annu Rev Biophys Biomol Struct 25: 343-65.

89. Nooren, I. M. and J. M. Thornton (2003). "Diversity of protein-protein interactions." Embo J 22(14): 3486-92.

90. Oda, M. and H. Nakamura (2000). "Thermodynamic and kinetic analyses for understanding sequence-specific DNA recognition." Genes Cells 5(5): 319-26.

91. Pabo, С. O. and L. Nekludova (2000). "Geometric analysis and comparison of protein-DNA interfaces: why is there no simple code for recognition?" J Mol Biol 301(3): 597-624.

92. Pabo, С. O. and R. T. Sauer (1984). "Protein-DNA recognition." Annu Rev Biochem 53: 293321.

93. Pabo, С. O. and R. T. Sauer (1992). "Transcription factors: structural families and principles of DNA recognition." Annu Rev Biochem 61: 1053-95.

94. Papoian, G. A., J. Ulander, et al. (2003). "Role of water mediated interactions in protein-protein recognition landscapes." J Am Chem Soc 125(30): 9170-8.

95. Park, J., M. Lappe, et al. (2001). "Mapping protein family interactions: intramolecular andintermolecular protein family interaction repertoires in the PDB and yeast." J Mol Biol 307(3): 929-38.

96. Parsegian, V. A., R. P. Rand, et al. (1995). "Macromolecules and water: probing with osmotic stress." Methods Enzvmol 259: 43-94.

97. Pearson, W. R. (1990). "Rapid and sensitive sequence comparison withFASTP and FASTA." Methods Enzvmol 183: 63-98.

98. Ponder, J. W. and F. M. Richards (1987). "Tertiary templates for proteins. Use of packingcriteria in the enumeration of allowed sequences for different structural classes." ,T Mol Biol 193(4): 775-91.

99. Ponstingl, H., K. Henrick, et al. (2000). "Discriminating between homodimeric and monomeric proteins in the crystalline state." Proteins 41(1): 47-57.

100. Ponting, C. P. and R. R. Russell (2002). "The natural history of protein domains." Annu Rev Biophys Biomol Struct 31: 45-71.

101. Poupon, A. (2004). "Voronoi and Voronoi-related tessellations in studies of protein structure and interaction." Curr Opin Struct Biol 14(2): 233-41.

102. Prlic, A., F. S. Domingues, et al. (2000). "Structure-derived substitution matrices for alignment of distantly related sequences." Protein Eng 13(8): 545-50.

103. Pullman, B. (1983). "Electrostatics of Polymorphic DNA." J Biomol Struct Dvn 1(3): 773-94.

104. Quillin, M. L. and B. W. Matthews (2000). "Accurate calculation of the density of proteins." Acta Crvstallogr D Biol Crystallogr 56 (Pt 7): 791-4.

105. Reddy, С. K., A. Das, et al. (2001). "Do water molecules mediate protein-DNA recognition?" J Mol Biol 314(3): 619-32.

106. Richards, F. M. (1974). "The interpretation of protein structures: total volume, group volume distributions and packing density." J Mol Biol 82(1): 1-14.

107. Robert, С. H. and P. S. Ho (1995). "Significance of bound water to local chain conformations in protein crystals." Proc Natl Acad Sci U S A 92(16): 7600-4.

108. Rodier, F., M. Chiadmi, et al. (1990). "An array processor program for computing the neighbours in molecular packing." Acta Cryst A46:37.

109. Rothwell, D. G., B. Hang, et al. (2000). "Substitution of Asp-210 in HAP1 (APE/Ref-1)eliminates endonuclease activity but stabilises substrate binding." Nucleic Acids Res 28(11): 2207-13.

110. Saha, R. P., R. P. Bahadur, et al. (2005). "Interresidue contacts in proteins and protein-protein interfaces and their use in characterizing the homodimeric interface." J Proteome Res 4(5): 1600-9.

111. Saito, A., H. Iwasaki, et al. (1995). "Identification of four acidic amino acids that constitute the catalytic center of the RuvC Holliday junction resolvase." Proc Natl Acad Sci U S A 92(16): 7470-4.

112. Schneider, В., К. Patel, et al. (1998). "Hydration of the phosphate group in double-helical DNA." Biophvs J 75(5): 2422-34.

113. Schultz, S. C., G. C. Shields, et al. (1991). "Crystal structure of a CAP-DNA complex: the DNA is bent by 90 degrees." Science 253(5023): 1001-7.

114. Schwabe, J. W. (1997). "The role of water in protein-DNA interactions." Curr Opin Struct Biol 7(1): 126-34.

115. Secman, N. C., J. M. Rosenberg, et al. (1976). "Sequence-specific recognition of double helical nucleic acids by proteins." Proc Natl Acad Sci U S A 73(3): 804-8.

116. Shieh, F. K. and N. O. Reich (2007). "AdoMet-dependent methyl-transfer: Glul 19 is essential for DNA C5-cytosine methyltransferase M.Hhal." J Mol Biol 373(5): 1157-68.

117. Sidorova, N. Y. and D. C. Rau (2001). "Linkage of EcoRI dissociation from its specific DNA recognition site to water activity, salt concentration, and pH: separating their roles in specific and non-specific binding." J Mol Biol 310(4): 801-16.

118. Siggers, T. W. and B. Honig (2007). "Structure-based prediction of C2H2 zinc-finger binding specificity: sensitivity to docking geometry." Nucleic Acids Res 35(4): 1085-97.

119. Sinha, S. K., S. Chakraborty, et al. (2008). "Thickness of the hydration layer of a protein from molecular dynamics simulation." J Phys Chem В 112(27): 8203-9.

120. Skorvaga, M., K. Theis, et al. (2002). "The beta -hairpin motif of UvrB is essential for DNAbinding, damage processing, and UvrC-mediated incisions." J Biol Chem 277(2): 1553-9.

121. Soyer, A., J. Chomilier, et al. (2000)." Voronoi tessellation reveals the condensed matter character of folded proteins." Phys Rev Lett 85(16): 3532-5.

122. Spyrakis, F., P. Cozzini, et al. (2007). "Energetics of the protein-DNA-water interaction." BMC Struct Biol 7: 4.

123. Sternberg, M. J., H. A. Gabb, et al. (1998). "Predictive docking of protein-protein and protein-DNA complexes." Curr Opin Struct Biol 8(2): 250-6.

124. Swaisgood, H. E. (2005). "The importance of disulfide bridging." Biotechnol Adv 23(11: 71-3.

125. Tsai, C. J., S. L. Lin, et al. (1996). "A dataset of protein-protein interfaces generated with a sequence-order-independent comparison technique." J Mol Biol 260(4): 604-20.

126. Tsai, C. J., S. L. Lin, et al. (1997). "Studies of protein-protein interfaces: a statistical analysis of the hydrophobic effect." Protein Sci 6(1): 53-64.

127. Tsai, J., M. Gerstein, et al. (1997). "Simulating the minimum core for hydrophobic collapse in globular proteins." Protein Sci 6(12): 2606-16.

128. Tsai, J., N. Voss, et al. (2001). "Determining the minimum number of types necessary to represent the sizes of protein atoms." Bioinformatics 17(10): 949-56.

129. Wright, J. D. and C. Lim (2007). "Mechanism of DNA-binding loss upon single-point mutation in p53." JBiosd 32(5): 827-39.

130. Xu, D., S. L. Lin, et al. (1997). "Protein binding versus protein folding: the role of hydrophilic bridges in protein associations." J Mol Biol 265(1): 68-84.

131. Young, L., R. L. Jernigan, et al. (1994). "A role for surface hydrophobicity in protein-protein recognition." Protein Sci 3(5): 717-29.

132. Zhang, W., W. D. Funk, et al. (1993). "Novel DNA binding of p53 mutants and their role in transcriptional activation." Oncogene 8(9): 2555-9.

133. Анашкина, А. А., В. Г. Туманян, et al. (2008). "Геометрический анализ ДНК-белковых взаимодействий на основе метода Вороного-Делоне." Биофизика 53(3): 402-6.

134. Медведев, Н. Н. (2000). Метод Вороного-Делоне в исследовании структуры некристаллических систем. Новосибирск, НИЦ ОИГГМ СО РАН.