5-Methylation of cytosine in CG:CG base-pair steps: a physicochemical mechanism for the epigenetic control of DNA nanomechanics.
5-Methylation of cytosine in CG:CG base-pair steps: a physicochemical mechanism for the epigenetic control of DNA nanomechanics.
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DOI：
10.1021/jp409887t
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发表时间：
2013-12-27
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Olson WK
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yusufaly TI;Li Y;Olson WK
将货车德瓦尔斯密度泛函理论与来自核酸数据库的一组非冗余蛋白质-DNA晶体结构的分析相结合，以研究CG：CG碱基对步骤的堆叠能量学，特别是胞嘧啶5-甲基化的作用。主成分分析的步骤揭示了占主导地位的集体运动，以对应于拉伸“开放”模式和两个剪切“滑动”和“撕裂”模式在正交平面。堆叠的甲基基团的相互作用全局抑制CG：CG步骤overtwisting，同时软化的模式，通过势能调制，创造亚稳态。此外，观察到甲基对邻近CG：CG的可能碱基对步骤的间接影响与其对CG：CG的直接影响相当重要。这些结果对DNA力学的表观遗传控制有影响。
Van der Waals density functional theory is integrated with analysis of a non-redundant set of protein-DNA crystal structures from the Nucleic Acid Database to study the stacking energetics of CG:CG base-pair steps, specifically the role of cytosine 5-methylation. Principal component analysis of the steps reveals the dominant collective motions to correspond to a tensile ‘opening’ mode and two shear ‘sliding’ and ‘tearing’ modes in the orthogonal plane. The stacking interactions of the methyl groups globally inhibit CG:CG step overtwisting while simultaneously softening the modes locally via potential energy modulations that create metastable states. Additionally, the indirect effects of the methyl groups on possible base-pair steps neighboring CG:CG are observed to be of comparable importance to their direct effects on CG:CG. The results have implications for the epigenetic control of DNA mechanics.
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