SMC fehérjék
Az SMC fehérjék (az angol Structural Maintenance of Chromosomes - a kromoszómák strukturális támogatása) egy nagy családja az ATPázoknak , amelyek a kromoszómák szerkezeti rendjének és dinamikájának szabályozásában vesznek részt [1] [2] [3] .
Osztályozás
Az SMC fehérjék mind prokarióta , mind eukarióta szervezetekben megtalálhatók.
Prokarióta SMC fehérjék
Az SMC fehérjék a baktériumoktól az emberekig erősen konzerváltak. A legtöbb baktérium egyetlen SMC fehérjével rendelkezik, amely homodimerként működik [4] . A Gram-negatív baktériumok egy alcsoportjában , köztük az Escherichia coliban , a szerkezetszerű MukB fehérje hasonló szerepet játszik [5] .
Eukarióta SMC fehérjék
Az eukariótáknak legalább hatféle SMC fehérje van, minden egyes szervezetben háromféle heterodimert alkotnak, amelyek a következő funkciókat látják el:
- Az SMC1 és SMC3 heterodimerek a kohézin alapját képezik , amely komplex a testvérkromatidák kohéziójáért felelős [6] [7] [8] .
- Az SMC2 és SMC4 heterodimerek képezik a kondenzin alapját , egy fehérjekomplexet, amely a kromatint kondenzálja [9] [10] .
- Az SMC5 és SMC6 fehérjék heterodimerjei részt vesznek a DNS-javításban , és szabályozzák az ellenőrzőpontok áthaladását is [11] .
Az SMC fehérjéken kívül a fent említett komplexek mindegyike tartalmaz bizonyos számú szabályozó fehérje alegységet. Az SMC fehérjékben eltéréseket azonosítottak néhány organizmusban. Például az emlősöknél van az SMC1 meiózis-specifikus változata, az SMC1β [12] . A Caenorhabditis elegans fonalféreg rendelkezik az SMC4 specifikus változatával, amely szerepet játszik az adagolás kompenzálásában [13] .
A táblázat az alcsoportokat és a változó SMC-protein komplexeket mutatja különböző eukarióta szervezetekben.
| Alcsoport | Összetett | S.cerevisiae | S. pombe | C.elegans | D. melanogaster | Gerincesek |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SMC1α | kohézin | smc1 | Psm1 | SMC-1 | DmSmc1 | SMC1α |
| SMC2 | Condensin | smc2 | Vágás14 | MIX-1 | DmSmc2 | CAP-E/SMC2 |
| SMC3 | kohézin | smc3 | Psm3 | SMC-3 | DmSmc3 | SMC3 |
| SMC4 | Condensin | smc4 | Vágás3 | SMC-4 | DmSmc4 | CAP-C/SMC4 |
| SMC5 | SMC5-6 | smc5 | smc5 | C27A2.1 | CG32438 | SMC5 |
| SMC6 | SMC5-6 | smc6 | Smc6/Rad18 | C23H4.6, F54D5.14 | CG5524 | SMC6 |
| SMC1β | kohézin (meiózis) | - | - | - | - | SMC1β |
| SMC4 változat | dóziskompenzációs komplexum | - | - | DPY-27 | - | - |
Molekulaszerkezet
Elsődleges szerkezet
Az SMC fehérjék meglehetősen nagy polipeptidek , és 1000-1500 aminosavat tartalmaznak. Két kanonikus nukleotid-kötő motívum (ATP-kötés), Walker A és Walker B motívumként ismert, külön-külön található az N-terminális, illetve a C-terminális doménben. Moduláris felépítésűek, és a következő alegységekből állnak:
- Walker ATP-kötő motívum
- dupla tekercses I. régió ( I. tekercses régió )
- csuklópánt régió _
- kettős tekercs II. régió (II. tekercses régió )
- Walker B ATP-kötő motívum.
Másodlagos és harmadlagos szerkezet
Az SMC dimer V alakú szerkezetet alkot két hosszú, kétszálú karral [14] [15] . A fehérjemolekula végein az N-terminális és C-terminális fragmensek együtt alkotnak egy ATP-kötő domént. A molekula másik végét " csuklórégiónak " nevezik. Két különálló SMC fehérje dimerizálódik a csuklórégiójuknál, ami egy V alakú dimert eredményez [16] [17] . Mindegyik kettős hélix kar hossza ~50 nm. Az ilyen hosszú "anti-párhuzamos" kettős hélix szerkezetek egyedülállóak, és csak az SMC fehérjékben találhatók meg (valamint azok homológjaiban, mint például a Rad50 ). Az SMC fehérjék ATP-kötő doménje szerkezetileg hasonló az ABC transzporterekéhez, a transzmembrán fehérjék egy nagy családjához, amelyek kis molekulák membránokon keresztüli mozgatására specializálódtak.
Fehérjekódoló gének
Az emberben az SMC fehérjéket a következő gének kódolják:
Lásd még
Jegyzetek
- ↑ Losada A., Hirano T. A genom dinamikus molekuláris linkerei: az SMC fehérjék első évtizede // Genes Dev : Journal . - 2005. - 20. évf. 19 , sz. 11 . - P. 1269-1287 . - doi : 10.1101/gad.1320505 . — PMID 15937217 .
- ↑ Nasmyth K., Haering CH Az SMC és a kleisin komplexek szerkezete és funkciója. (angol) // Annu. Fordulat. Biochem. : folyóirat. - 2005. - 20. évf. 74 . - P. 595-648 . - doi : 10.1146/annurev.biochem.74.082803.133219 . — PMID 15952899 .
- ↑ Huang CE, Milutinovich M., Koshland D. Gyűrűk, karkötők vagy pattintók: divatos alternatívák az Smc komplexekhez (angol) // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci : Journal. - 2005. - 20. évf. 360 , sz. 1455 . - P. 537-542 . - doi : 10.1098/rstb.2004.1609 . — PMID 15897179 .
- ↑ Britton RA, Lin DC, Grossman AD. . A kromoszómák felosztásában szerepet játszó prokarióta SMC fehérje jellemzése, 1254–1259.
- ↑ Niki H., Jaffé A., Imamura R., Ogura T., Hiraga S. Az új gén, a mukB kódol egy 177 kd fehérjét coiled-coil domainekkel, amelyek részt vesznek az E. coli kromoszóma-megosztásában EMBO// : folyóirat. - 1991. - 1. évf. 10 , sz. 1 . - P. 183-193 . — PMID 1989883 .
- ↑ Michaelis C, Ciosk R, Nasmyth K. . Kohézinek: kromoszómális fehérjék, amelyek megakadályozzák a testvérkromatidák idő előtti szétválását, 35–45.
- ↑ Guacci V, Koshland D, Strunnikov A. . Közvetlen kapcsolat a testvérkromatid kohézió és a kromoszóma kondenzáció között, amelyet a S. cerevisiae MCD1 elemzése tárt fel, 47–57.
- ↑ Losada A, Hirano M, Hirano T. . A testvérkromatid kohézióhoz szükséges Xenopus SMC fehérjekomplexek azonosítása, S. 1986–1997.
- ↑ Hirano T, Kobayashi R, Hirano M. . Kondenzinek, XCAP-C-t, XCAP-E-t és a Drosophila Barren fehérje Xenopus homológját tartalmazó kromoszóma kondenzációs komplex, 511–21.
- ↑ Ono T, Losada A, Hirano M, Myers MP, Neuwald AF, Hirano T. . A kondenzin I és a kondenzin II eltérő hozzájárulása a mitotikus kromoszóma architektúrához gerinces sejtekben, 109–21.
- ↑ Fousteri MI, Lehmann AR. . A Schizosaccharomyces pombe-ban található új SMC fehérjekomplex tartalmazza a Rad18 DNS-javító fehérjét, 1691–1702.
- ↑ Revenkova E, Eijpe M, Heyting C, Gross B, Jessberger R. . Az emlős SMC1 új meiózis-specifikus izoformája, 6984–6998.
- ↑ Chuang PT, Albertson DG, Meyer BJ. . DPY-27: egy kromoszóma kondenzációs fehérje homológ, amely szabályozza a C. elegans dóziskompenzációját az X kromoszómával való kapcsolat révén, 459–474.
- ↑ Melby TE, Ciampaglio CN, Briscoe G, Erickson HP. . A kromoszómák (SMC) és a MukB fehérjék szerkezeti fenntartásának szimmetrikus felépítése: hosszú, antiparallel tekercsek, hajlékony csuklón hajtva., 1595–1604.
- ↑ Anderson DE, Losada A, Erickson HP, Hirano T. . A Condensin és Cohesin eltérő karkonformációt mutat, jellegzetes csuklószögekkel., 419–424.
- ↑ Haering CH, Löwe J, Hochwagen A, Nasmyth K. . Az SMC fehérjék és az élesztőkohezin komplex molekuláris felépítése., 773–788.
- ↑ Hirano M, Hirano T. . Az SMC fehérje csuklópánt által közvetített dimerizációja elengedhetetlen a DNS-sel való dinamikus kölcsönhatáshoz., 5733–5744.
 sejtmag | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nukleáris membrán / Nukleáris lamina |
| ||||||||
| nucleolus |
| ||||||||
| Egyéb |
| ||||||||