Wprowadzanie mutacji p.H320Y w konstruktach kodujących białko YY1 oraz jego domenę DBD

The YY1 protein (Yin Yang 1) is one of the highly conserved transcription factors belonging to the family of proteins containing the C2H2 zinc finger motif. It participates, among others in the regulation of many significant cellular processes: it is responsible for the expression of key cell cycle control genes, cell proliferation, embryogenesis, oncogenesis and snRNA transcription. In addition, it is also an important differentiating factor in the cells of the developing nervous system. Its deficiency leads to the occurrence of disorders in the process of neurogenesis, thus resulting in the formation of congenital malformations of the nervous system, including intellectual disability.In the YY1 protein molecule, we can distinguish two characteristic domains with different functions: the intrinsically disordered N-terminal fragment (NTF) and the C-terminal DNA binding domain (DBD). NTF is responsible for the interaction of YY1 with other regulatory proteins, and DBD (residues 295-414) is responsible for the binding of the promoter sequence. The DBD domain contains in its structure four C2H2 zinc finger motifs, the most common DNA binding motifs discovered among eukaryotic transcription factors.De novo mutations in the amino acid sequence of one of the four C2H2 zinc finger motifs built into the structure of the YY1 protein lead to abnormalities in the formation of these structures. This applies primarily to the highly conserved cysteine and histidine residues. These types of changes have been identified amongst people with the Gabriele-De Vries syndrome (GADEVS). This is a genetic disease with an autosomal dominant profile, manifested primarily by delayed psychomotor development, mental retardation, and facial dysmorphism. The syndrome is caused by heterozygous missense mutations occurring de novo in the YY1 coding gene, resulting in a change in the conserved residues involved in the formation of C2H2 zinc fingers.One of the YY1 mutations found - p.H320Y stands out from the others due to the presence in close proximity of two other histidine residues (H318 and H325) in the amino acid sequence. Theoretically, the presence of this mutation should result in the formation of only three (instead of four) zinc finger structures in the YY1 protein. However, it is possible to reconstruct one of the zinc fingers with unusual geometry due to the presence of two other histidine residues located nearby.

Białko YY1 (Yin Yang 1) jest jednym z wysoce konserwowanych czynników transkrypcyjnych, należącym do rodziny białek zawierających motyw palca cynkowego typu C2H2. Bierze udział m.in. w regulacji wielu znaczących procesów komórkowych: odpowiada za ekspresję kluczowych genów kontroli cyklu komórkowego, proliferacji komórek, embriogenezy, onkogenezy i transkrypcji snRNA. Poza tym, jest również istotnym czynnikiem różnicującym w komórkach rozwijającego się układu nerwowego. Jego niedobór prowadzi do występowania zaburzeń w procesie neurogenezy, skutkując tym samym powstawaniem wrodzonych wad rozwojowych układu nerwowego, w tym niepełnosprawności intelektualnej.W cząsteczce białka YY1 możemy wyróżnić dwie charakterystyczne domeny o odmiennych funkcjach: wewnętrznie nieuporządkowany fragment N-końcowy (NTF) oraz C-końcową domenę wiążącą DNA (DBD). NTF odpowiada m. in. za oddziaływania YY1 z białkami regulatorowymi, a DBD (reszty 295-414) odpowiada za wiązanie sekwencji promotora. Domena DBD w swojej strukturze zawiera cztery motywy palca cynkowego typu C2H2, najbardziej powszechnego spośród motywów wiążących DNA odkrytych wśród eukariotycznych czynników transkrypcyjnych.Mutacje de novo w sekwencji aminokwasowej jednego z czterech wchodzących w strukturę białka YY1 motywów palców cynkowych C2H2 prowadzą do nieprawidłowości w powstawaniu tych struktur. Dotyczy to przede wszystkim wysoce konserwowanych reszt cysteinowych i histydynowych. Tego rodzaju zmiany zidentyfikowano u osób z syndromem Gabriele-De Vries (GADEVS). Jest to genetyczna choroba o profilu autosomalnie dominującym, objawiająca się przede wszystkim opóźnionym rozwojem psychomotorycznym, upośledzeniem umysłowym, dysmorfią rysów twarzy. Jako przyczynę syndromu podaje się heterozygotyczne mutacje zmiany sensu powstające de novo w genie kodującym YY1, powodujące zmianę konserwowanych reszt uczestniczących w tworzeniu palców cynkowych C2H2.Jedna z odkrytych mutacji YY1 – p.H320Y wyróżnia się spośród innych ze względu na obecność w bliskim sąsiedztwie w sekwencji aminokwasowej dwóch innych reszt histydynowych (H318 i H325). Teoretycznie, obecność tej mutacji powinna skutkować formowaniem się tylko trzech (zamiast czterech) struktur palców cynkowych w białku YY1. Możliwe jednak jest odtworzenie palca cynkowego o nietypowej geometrii, ze względu na obecność w pobliżu dwóch innych reszt histydynowych.