Proteine SMC
Proteinele SMC (abreviate din engleza Structural Maintenance of Chromosomes - suport structural al cromozomilor) sunt o mare familie de ATPaze care sunt implicate în reglarea organizării ordinii structurale a cromozomilor și a dinamicii acestora [1] [2] [3] .
Clasificare
Proteinele SMC se găsesc atât în organismele procariote , cât și în cele eucariote .
Proteine SMC procariote
Proteinele SMC sunt foarte conservate de la bacterii la oameni. Majoritatea bacteriilor au o singură proteină SMC care funcționează ca un homodimer [4] . Într-un subgrup de bacterii Gram-negative , inclusiv Escherichia coli , proteina MukB asemănătoare structurii joacă un rol similar [5] .
Proteine SMC eucariote
Eucariotele au cel puțin șase tipuri de proteine SMC, în fiecare organism individual formează trei tipuri de heterodimeri care îndeplinesc următoarele funcții:
- Heterodimerii SMC1 și SMC3 sunt baza coezinei , un complex care este responsabil pentru coeziunea cromatidelor surori [6] [7] [8] .
- Heterodimerii SMC2 și SMC4 sunt baza condensinei , un complex proteic care condensează cromatina [9] [10] .
- Heterodimerii proteinelor SMC5 și SMC6 sunt implicați în repararea ADN-ului și controlează, de asemenea, trecerea punctelor de control [11] .
Pe lângă proteinele SMC, fiecare dintre complexele menționate mai sus are un anumit număr de subunități proteice reglatoare. Au fost identificate variații ale proteinelor SMC la unele organisme. De exemplu, mamiferele au o versiune specifică meiozei a SMC1 numită SMC1β [12] . Nematodul Caenorhabditis elegans are o versiune specifică a SMC4 care joacă un rol în compensarea dozei [13] .
Tabelul prezintă subgrupuri și complexe variabile SMC-proteine în diferite organisme eucariote.
| Subgrup | Complex | S.cerevisiae | S. pombe | C.elegans | D. melanogaster | Vertebrate |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SMC1α | cohesin | smc1 | Psm1 | SMC-1 | DmSmc1 | SMC1α |
| SMC2 | Condensine | smc2 | Tăiați 14 | MIX-1 | DmSmc2 | CAP-E/SMC2 |
| SMC3 | cohesin | smc3 | Psm3 | SMC-3 | DmSmc3 | SMC3 |
| SMC4 | Condensine | smc4 | Tăiați3 | 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 | coesina (meioza) | - | - | - | - | SMC1β |
| Varianta SMC4 | complex de compensare a dozei | - | - | DPY-27 | - | - |
Structura moleculară
Structura primară
Proteinele SMC sunt polipeptide destul de mari și conțin de la 1000 la 1500 de resturi de aminoacizi. Două motive canonice de legare a nucleotidelor (legare ATP), cunoscute ca motive Walker A și Walker B, sunt situate separat în domeniile N-terminal și, respectiv, C-terminal. Au o structură modulară și constau din următoarele subunități:
- Walker Un motiv de legare a ATP
- regiune cu bobină dublă I (regiune cu bobină dublă I )
- regiunea balamalei _
- regiune cu bobină dublă II (regiune cu bobină dublă II )
- Walker B motiv de legare a ATP.
Structura secundară și terțiară
Dimerul SMC formează o structură în formă de V cu două brațe lungi dublu-catenare [14] [15] . La capetele moleculei de proteină, fragmentele N-terminal și C-terminal formează împreună un domeniu de legare ATP. Celălalt capăt al moleculei se numește „ regiune balama ”. Două proteine SMC separate dimerizează în regiunile lor balamale, rezultând un dimer în formă de V [16] [17] . Lungimea fiecărui braț cu dublu helix este de ~50 nm. Astfel de structuri lungi „anti-paralele” cu dublu helix sunt unice și se găsesc numai în proteinele SMC (precum și în omologii lor precum Rad50 ). Domeniul de legare ATP al proteinelor SMC este structural similar cu cel al transportatorilor ABC, o familie mare de proteine transmembranare care se specializează în mișcarea moleculelor mici prin membrane.
Gene care codifică proteine
Proteinele SMC la oameni sunt codificate de următoarele gene:
Vezi și
Note
- ^ Losada A., Hirano T. Dynamic molecular linkers of the genome: the first decade of SMC proteins // Genes Dev : journal . - 2005. - Vol. 19 , nr. 11 . - P. 1269-1287 . - doi : 10.1101/gad.1320505 . — PMID 15937217 .
- ↑ Nasmyth K., Haering CH Structura și funcția complexelor SMC și kleisin. (engleză) // Ann. Rev. Biochim. : jurnal. - 2005. - Vol. 74 . - P. 595-648 . - doi : 10.1146/annurev.biochem.74.082803.133219 . — PMID 15952899 .
- ↑ Huang CE, Milutinovich M., Koshland D. Rings, bracelet or snaps: fashionable alternatives for Smc complexs (english) // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci : journal. - 2005. - Vol. 360 , nr. 1455 . - P. 537-542 . - doi : 10.1098/rstb.2004.1609 . — PMID 15897179 .
- ↑ Britton RA, Lin DC, Grossman AD. . Caracterizarea unei proteine SMC procariote implicate în partiționarea cromozomilor., pp. 1254–1259.
- ↑ Niki H., Jaffé A., Imamura R., Ogura T., Hiraga S. Noua genă mukB codifică o proteină de 177 kd cu domenii spiralate implicate în partiționarea cromozomală a E. coli EMBO// : jurnal. - 1991. - Vol. 10 , nr. 1 . - P. 183-193 . — PMID 1989883 .
- ↑ Michaelis C, Ciosk R, Nasmyth K. . Coezine: proteine cromozomiale care previn separarea prematură a cromatidelor surori, pp. 35–45.
- ↑ Guacci V, Koshland D, Strunnikov A. . O legătură directă între coeziunea cromatidei surori și condensarea cromozomilor evidențiată prin analiza MCD1 în S. cerevisiae, pp. 47–57.
- ↑ Losada A, Hirano M, Hirano T. . Identificarea complexelor proteice Xenopus SMC necesare pentru coeziunea cromatidei surori, S. 1986–1997.
- ↑ Hirano T, Kobayashi R, Hirano M. . Condensine, complex de condensare a cromozomilor care conține XCAP-C, XCAP-E și un omolog Xenopus al proteinei Drosophila Barren, pp. 511–21.
- ↑ Ono T, Losada A, Hirano M, Myers MP, Neuwald AF, Hirano T. . Contribuții diferențiale ale condensinei I și condensinei II la arhitectura cromozomală mitotică în celulele vertebrate, pp. 109–21.
- ↑ Fousteri MI, Lehmann AR. . Un nou complex de proteine SMC în Schizosaccharomyces pombe conține proteina de reparare a ADN-ului Rad18, pp. 1691–1702.
- ↑ Revenkova E, Eijpe M, Heyting C, Gross B, Jessberger R. . Nouă izoformă specifică meiozei a mamiferelor SMC1 , pp. 6984–6998.
- ↑ Chuang PT, Albertson DG, Meyer BJ. . DPY-27: un omolog al proteinei de condensare a cromozomilor care reglează compensarea dozei de C. elegans prin asocierea cu cromozomul X, pp. 459–474.
- ↑ Melby TE, Ciampaglio CN, Briscoe G, Erickson HP. . Structura simetrică a menținerii structurale a cromozomilor (SMC) și proteinelor MukB: bobine lungi, înfăşurate antiparalel, pliate la o balama flexibilă., pp. 1595–1604.
- ↑ Anderson DE, Losada A, Erickson HP, Hirano T. . Condensina și cohesina prezintă diferite conformații ale brațelor cu unghiuri caracteristice ale balamalei., pp. 419–424.
- ↑ Haering CH, Löwe J, Hochwagen A, Nasmyth K. . Arhitectura moleculară a proteinelor SMC și a complexului de cohesină de drojdie., pp. 773–788.
- ↑ Hirano M, Hirano T. . Dimerizarea mediată de balama a proteinei SMC este esențială pentru interacțiunea sa dinamică cu ADN-ul., pp. 5733–5744.
 nucleul celular | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Membrană nucleară / Lamina nucleară |
| ||||||||
| nucleol |
| ||||||||
| Alte |
| ||||||||