Motívum "spirál-fordul-spirál"

A Helix -Turn-Helix ( HTH-motívum) a fehérjék olyan motívuma , amely kölcsönhatásba léphet a DNS -sel .  Két α-hélixből áll, amelyeket egy rövid aminosavlánc köt össze, és számos olyan fehérje része, amelyek szabályozzák a génexpressziót . Nem tévesztendő össze a helix -loop-helix doménnel [ 1 ] . 

Felfedezés

A motívumot a lambda-fág és az Escherichia coli transzkripcióját szabályozó fehérjéket kódoló számos gén hasonlóságának elemzése során fedezték fel : Cro, CAP és λ-represszor , amelyekben 20-25 DNS-felismerésben szerepet játszó aminosavszekvenciát találtak . 2] [3] [4] [5] .

Funkciók

A hélix-turn-helix motívum megköti a DNS-t. A felismerést és a kötést két alfa hélix biztosítja, amelyek közül az egyik a motívum N-terminálisán, a másik a C-terminálison található. A legtöbb esetben, például a Cro-represszorban, a második hélix részt vesz a DNS-felismerésben, és gyakran "felismerési hélixnek" nevezik. A DNS fő barázdájához kötődik egy sor hidrogénkötésen és különféle van der Waals-kölcsönhatásokon keresztül a szabaddá tett bázisokkal. Egy másik α-hélix stabilizálja a fehérje és a DNS közötti kölcsönhatást, de nem játszik különösebben fontos szerepet a felismerésében [2] Mindkét hélix egymáshoz képest mindig azonos orientációjú [6] .

Osztályozás

Számos kísérlet történt a motívumok osztályozására spiráljuk szerkezete és térbeli szerveződése alapján [6] [7] [8] . Néhány fő típust az alábbiakban ismertetünk.

• Dupla spirál - a legegyszerűbb lehetőség. Az Engrailed homeodomén egy fragmentumáról, amely csak a két hélixet és a fordulatot foglalja magába, egy ultragyors, egymástól függetlenül feltekeredő fehérjedoménnek találták [9] .

• Három spirál. Ilyen doménváltozattal rendelkező fehérjékre példa a Myb transzkripciós aktivátor [10] .

• Négy spirál. A háromszálú változathoz képest további C-terminális alfa hélixet tartalmaznak az összetételükben. Ez a típus magában foglalja a bakteriális transzkripciós faktorokban található LuxR-típusú DNS-kötő HTH domént és a TetR-represszorok HTH-motívumait [11] . vannak további tekercsekkel ellátott változatok is [12] .

• Szárnyas spirál-fordul-spirál. A wHTH domain ( eng.  winged helix-turn-helix ) egy olyan változat, amely 3 alfa-hélixet és 3-4 béta-lapot ( eng.  wing ) tartalmaz. A spirálok és lapok kölcsönös elrendezése változó lehet. Az ETC transzkripciós faktorban az alfa hélix és a béta lapok wHTH doménje α1-β1-β2-α2-α3-β3-β4 sorrendben helyezkedik el, ahol a harmadik alfa-hélix felelős a DNS felismerésért [13] ] [14] .

Lásd még

• Cink ujj
• Homeodomain

Jegyzetek

1. ↑ Brennan RG, Matthews BW A helix-turn-helix DNS-kötő motívum. (angol)  // J Biol Chem  : folyóirat. - 1989. - 1. évf. 264 , sz. 4 . - P. 1903-1906 . — PMID 2644244 .
2. ↑ 1 2 Matthews BW, Ohlendorf DH, Anderson WF, Takeda Y. A lac-represszor DNS-kötő régiójának szerkezete a cro-represszorral való homológiájából következtetve. (angol)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : folyóirat. - 1982. - 1. évf. 79 , sz. 5 . - P. 1428-1432 . - doi : 10.1073/pnas.79.5.1428 . — PMID 6951187 .
3. ↑ Anderson WF, Ohlendorf DH, Takeda Y., Matthews BW A lambda bakteriofágból származó kro-represszor szerkezete és kölcsönhatása a DNS-sel. (angol)  // Természet: folyóirat. - 1981. - 1. évf. 290 , sz. 5809 . - P. 754-758 . - doi : 10.1038/290754a0 . — PMID 6452580 .
4. ↑ McKay DB, Steitz TA A katabolit génaktivátor fehérje szerkezete 2,9-nél A felbontás a balkezes B-DNS-hez való kötődésre utal. (angol)  // Természet: folyóirat. - 1981. - 1. évf. 290 , sz. 5809 . - P. 744-749 . - doi : 10.1038/290744a0 . — PMID 6261152 .
5. ↑ Pabo CO, Lewis M. A lambda-represszor operátorkötő doménje: szerkezet és DNS felismerés. (angol)  // Természet: folyóirat. - 1982. - 1. évf. 298 , sz. 5873 . - P. 443-447 . - doi : 10.1038/298443a0 . — PMID 7088190 .
6. ↑ 1 2 Wintjens R., Rooman M. HTH DNS-kötő domének szerkezeti osztályozása és fehérje-DNS interakciós módozatai.  (angol)  // J Mol Biol : folyóirat. - 1996. - 1. évf. 262 , sz. 2 . - P. 294-313 . - doi : 10.1006/jmbi.1996.0514 . — PMID 8831795 .
7. ↑ Suzuki M., Brenner SE Multi-helikális DNS-kötő domének osztályozása és alkalmazása a szigmafaktor, LysR, OmpR/PhoB, CENP-B, Rapl és Xy1S/Ada/AraC DBD struktúráinak előrejelzésére. (angol)  // FEBS Lett : folyóirat. - 1995. - 1. évf. 372. sz . 2-3 . - P. 215-221 . - doi : 10.1016/0014-5793(95)00988-L . — PMID 7556672 .
8. ↑ Aravind L., Anantharaman V., Balaji S., Babu MM, Iyer LM A helix-turn-helix domain sok arca: transzkripció szabályozása és azon túl.  (angol)  // FEMS Microbiol Rev : folyóirat. - 2005. - 20. évf. 29 , sz. 2 . - P. 231-262 . - doi : 10.1016/j.femsre.2004.12.008 . — PMID 15808743 .
9. ↑ Religa TL, Johnson CM, Vu DM, Brewer SH, Dyer RB, Fersht AR A helix-turn-helix motívum, mint ultragyors, függetlenül összecsukható tartomány: az Engrailed homeodomain hajtogatásának útja.  (angol)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : folyóirat. - 2007. - Vol. 104 , sz. 22 . - P. 9272-9277 . - doi : 10.1073/pnas.0703434104 . — PMID 17517666 . Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 24.
10. ↑ Ogata K., Hojo H., Aimoto S., Nakai T., Nakamura H., Sarai A., et al. A Myb DNS-kötő egységének oldatszerkezete: egy hélix-turn-helix-hez kapcsolódó motívum konzervált triptofánokkal, amelyek hidrofób magot alkotnak. (angol)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : folyóirat. - 1992. - 1. évf. 89 , sz. 14 . - P. 6428-6432 . - doi : 10.1073/pnas.89.14.6428 . — PMID 1631139 .
11. ↑ Hinrichs W., Kisker C., Düvel M., Müller A., ​​​​Tovar K., Hillen W., et al. A Tet represszor-tetraciklin komplex felépítése és az antibiotikum rezisztencia szabályozása. (angol)  // Tudomány: folyóirat. - 1994. - 1. évf. 264 , sz. 5157 . - P. 418-420 . - doi : 10.1126/tudomány.8153629 . — PMID 8153629 .
12. ↑ Iwahara J., Clubb RT A Dead ringer DNS-kötő doménjének oldatszerkezete, egy szekvencia-specifikus AT-gazdag interakciós domén (ARID). (angol)  // EMBO J : folyóirat. - 1999. - 1. évf. 18 , sz. 21 . - P. 6084-6094 . - doi : 10.1093/emboj/18.21.6084 . — PMID 10545119 .
13. ↑ Donaldson LW, Petersen JM, Graves BJ, McIntosh LP Az ETS-domén oldatszerkezete egér Ets-1-ből: szárnyas hélix-fordulat-hélix DNS-kötő motívum  // EMBO  J. : folyóirat. - 1996. - 1. évf. 15 , sz. 1 . - 125-134 . o . - doi : 10.2210/pdb1etc/pdb . — PMID 8598195 .
14. ↑ Sharrocks AD, Brown AL, Ling Y., Yates PR Az ETS-domain transzkripciós faktorcsalád  //  Int . J Biochem. Cell biol. : folyóirat. - 1997. - 1. évf. 29 , sz. 12 . - P. 1371-1387 . - doi : 10.1016/S1357-2725(97)00086-1 . — PMID 9570133 .