Motivul „spiral-turn-spiral”

Helix -Turn-Helix ( motivul HTH) este un motiv al proteinelor care poate interacționa cu ADN-ul .  Constă din două elice α conectate printr-un lanț scurt de aminoacizi și face parte din multe proteine ​​care reglează expresia genelor . A nu se confunda cu domeniul helix -loop-helix [ 1 ] . 

Descoperire

Motivul a fost descoperit în timpul analizei asemănărilor într-un număr de gene care codifică proteine-regulatori ai transcripției fagului lambda și Escherichia coli : Cro, CAP și λ-represor , în care au fost găsite 20-25 secvențe de aminoacizi implicate în recunoașterea ADN-ului . 2] [3] [ 4] [5] .

Funcții

Motivul helix-turn-helix leagă ADN-ul. Recunoașterea și legarea sunt asigurate de două elice alfa, dintre care unul este situat la capătul N-terminal al motivului, celălalt la capătul C-terminal. În majoritatea cazurilor, cum ar fi în represorul Cro, a doua spirală este implicată în recunoașterea ADN-ului și este adesea denumită „helix de recunoaștere”. Se leagă de canalul major al ADN-ului printr-o serie de legături de hidrogen și diverse interacțiuni van der Waals cu baze expuse. Un alt α-helix stabilizează interacțiunea dintre proteină și ADN, dar nu joacă un rol deosebit de important în recunoașterea acestuia [2] Ambele elice au întotdeauna aceeași orientare unul față de celălalt [6] .

Clasificare

Au fost făcute o serie de încercări de clasificare a motivelor pe baza structurii și organizării spațiale a spiralelor lor [6] [7] [8] . Unele dintre principalele tipuri sunt descrise mai jos.

• Spirală dublă - este cea mai simplă opțiune. Un fragment de homeodomeniu Engrailed care cuprinde doar cele două elice și turnul s-a dovedit a fi un domeniu proteic cu pliere independentă ultrarapidă [9] .

• Trei spirale. Un exemplu de proteine ​​cu o astfel de variantă de domeniu este activatorul de transcripție Myb [10] .

• Cu patru spirale. Ele au o helix alfa C-terminală suplimentară în compoziția lor, în comparație cu versiunea cu trei catene. Acest tip include domeniul HTH de legare a ADN-ului de tip LuxR găsit în factorii de transcripție bacterieni și motivele HTH ale represorilor TetR [11] . există și versiuni cu bobine suplimentare [12] .

• spirală înaripată-întoarce-spirală. Domeniul wHTH ( eng.  winged helix-turn-helix ) este o variantă care include 3 elice alfa și 3-4 foi beta ( eng.  wing ). Dispunerea reciprocă a spiralelor și a foilor poate fi variabilă. În factorul de transcripție ETC, domeniul wHTH al helixului alfa și al foilor beta sunt aranjate în ordinea α1-β1-β2-α2-α3-β3-β4, unde al treilea helix alfa este responsabil pentru recunoașterea ADN-ului [13]. ] [14] .

Vezi și

• Degetul de zinc
• Homeodomeniu

Note

1. ↑ Brennan RG, Matthews BW Motivul de legare a ADN-ului helix-turn-helix. (engleză)  // J Biol Chem  : jurnal. - 1989. - Vol. 264 , nr. 4 . - P. 1903-1906 . — PMID 2644244 .
2. ↑ 1 2 Matthews BW, Ohlendorf DH, Anderson WF, Takeda Y. Structure of the DNA-binding region of lac represor dedusă din omologia sa cu cro represor. (engleză)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 1982. - Vol. 79 , nr. 5 . - P. 1428-1432 . - doi : 10.1073/pnas.79.5.1428 . — PMID 6951187 .
3. ^ Anderson WF, Ohlendorf DH, Takeda Y., Matthews BW Structura represorului cro din bacteriofagul lambda și interacțiunea acestuia cu ADN-ul. (engleză)  // Natura: jurnal. - 1981. - Vol. 290 , nr. 5809 . - P. 754-758 . - doi : 10.1038/290754a0 . — PMID 6452580 .
4. ↑ McKay DB, Steitz TA Structura proteinei activatoare a genei catabolite la 2,9 O rezoluție sugerează legarea la ADN-ul stâng. (engleză)  // Natura: jurnal. - 1981. - Vol. 290 , nr. 5809 . - P. 744-749 . - doi : 10.1038/290744a0 . — PMID 6261152 .
5. ↑ Pabo CO, Lewis M. The operator-binding domain of lambda repressor: structure and DNA recognition. (engleză)  // Natura: jurnal. - 1982. - Vol. 298 , nr. 5873 . - P. 443-447 . - doi : 10.1038/298443a0 . — PMID 7088190 .
6. ↑ 1 2 Wintjens R., Rooman M. Clasificarea structurală a domeniilor de legare a ADN-ului HTH și a modurilor de interacțiune proteină-ADN.  (engleză)  // J Mol Biol : jurnal. - 1996. - Vol. 262 , nr. 2 . - P. 294-313 . - doi : 10.1006/jmbi.1996.0514 . — PMID 8831795 .
7. ↑ Suzuki M., Brenner SE Clasificarea domeniilor de legare la ADN multi-helical și aplicarea pentru a prezice structurile DBD ale factorului sigma, LysR, OmpR/PhoB, CENP-B, Rapl și Xy1S/Ada/AraC. (engleză)  // FEBS Lett : jurnal. - 1995. - Vol. 372 , nr. 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 The many faces of the helix-turn-helix domain: transcription regulation and beyond.  (Engleză)  // FEMS Microbiol Rev : jurnal. - 2005. - Vol. 29 , nr. 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 Motivul helix-turn-helix ca domeniu de pliere independent ultrarapid: calea de pliere a homeodomeniului Engrailed.  (engleză)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 2007. - Vol. 104 , nr. 22 . - P. 9272-9277 . - doi : 10.1073/pnas.0703434104 . — PMID 17517666 . Arhivat din original pe 24 septembrie 2015.
10. ↑ Ogata K., Hojo H., Aimoto S., Nakai T., Nakamura H., Sarai A., et al. Structura soluției unei unități de legare a ADN-ului Myb: un motiv legat de helix-turn-helix cu triptofani conservați care formează un miez hidrofob. (engleză)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 1992. - Vol. 89 , nr. 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., și colab. Structura complexului Tet represor-tetraciclină și reglarea rezistenței la antibiotice. (engleză)  // Știință: jurnal. - 1994. - Vol. 264 , nr. 5157 . - P. 418-420 . - doi : 10.1126/science.8153629 . — PMID 8153629 .
12. ^ Iwahara J., Clubb RT Structura soluției domeniului de legare la ADN de la Dead ringer, un domeniu de interacțiune bogat în secvență AT (ARID). (engleză)  // EMBO J : jurnal. - 1999. - Vol. 18 , nr. 21 . - P. 6084-6094 . - doi : 10.1093/emboj/18.21.6084 . — PMID 10545119 .
13. ↑ Donaldson LW, Petersen JM, Graves BJ, McIntosh LP Structura soluției domeniului ETS din Ets-1 murin: un motiv de legare a ADN-ului helix-turn-helix înaripat  // EMBO  J. : jurnal. - 1996. - Vol. 15 , nr. 1 . - P. 125-134 . - doi : 10.2210/pdb1etc/pdb . — PMID 8598195 .
14. ↑ Sharrocks AD, Brown AL, Ling Y., Yates PR Familia factorului de transcripție în domeniul ETS  //  Int . J Biochim. Biol celular. : jurnal. - 1997. - Vol. 29 , nr. 12 . - P. 1371-1387 . - doi : 10.1016/S1357-2725(97)00086-1 . — PMID 9570133 .