Структурный мотив

В цепочечной биологической молекуле , такой как белок или нуклеиновая кислота , структурный мотив представляет собой общую трехмерную структуру , которая появляется во множестве различных, эволюционно неродственных молекул. ^[1] Структурный мотив не обязательно должен быть связан с мотивом последовательности ; он может быть представлен разными и совершенно неродственными последовательностями в разных белках или РНК.

В нуклеиновых кислотах [ править ]

В зависимости от последовательности и других условий нуклеиновые кислоты могут образовывать различные структурные мотивы, которые, как полагают, имеют биологическое значение.

Стебель-петля: Внутримолекулярное спаривание оснований «стебель-петля» — это закономерность, которая может встречаться в одноцепочечной ДНК или, чаще, в РНК. ^[2] Конструкция также известна как шпилька или петля для шпильки. Это происходит, когда два участка одной и той же цепи, обычно комплементарные по нуклеотидной последовательности при чтении в противоположных направлениях, образуют пару оснований, образующую двойную спираль, оканчивающуюся непарной петлей. Полученная структура является ключевым строительным блоком многих вторичных структур РНК.

Крестообразная ДНК: Крестообразная ДНК — это форма ДНК, отличной от B, которая требует по меньшей мере 6- нуклеотидной последовательности инвертированных повторов для формирования структуры, состоящей из стебля, точки ветвления и петли в форме креста, стабилизированной отрицательной сверхспирализацией ДНК . ^[3] Описаны два класса крестообразных ДНК; сложенный и развернутый.

G-квадруплекс: G-квадруплекса Вторичные структуры (G4) образуются в нуклеиновых кислотах последовательностями, богатыми гуанином . ^[4] Они имеют спиральную форму и содержат гуаниновые тетрады, которые могут образовываться из одной, ^[5] два ^[6] или четыре нити. ^[7]

D-петля: Петля смещения или D-петля представляет собой структуру ДНК , в которой две цепи двухцепочечной молекулы ДНК разделены на растяжение и удерживаются отдельно третьей цепью ДНК. ^[8] R -петля аналогична D-петле, но в этом случае третьей цепью является РНК, а не ДНК. ^[9] Третья цепь имеет последовательность оснований , которая комплементарна одной из основных цепей и спаривается с ней, таким образом вытесняя другую комплементарную основную цепь в этом регионе. Таким образом, внутри этой области структура представляет собой форму трехцепочечной ДНК . Диаграмма в статье, представляющая этот термин, иллюстрирует D-петлю, имеющую форму, напоминающую заглавную букву «D», где смещенная нить образует петлю «D». ^[10]

В белках [ править ]

В белках структурный мотив описывает связь между вторичными структурными элементами. Отдельный мотив обычно состоит всего из нескольких элементов, например, мотив «спираль-поворот-спираль», которого всего три. Обратите внимание, что, хотя пространственная последовательность элементов может быть идентична во всех случаях мотива, они могут быть закодированы в любом порядке внутри основного гена . Помимо вторичных структурных элементов, структурные мотивы белков часто включают петли переменной длины и неопределенной структуры. Структурные мотивы могут проявляться и в виде тандемных повторов .

Бета-шпилька: Чрезвычайно распространен. Две антипараллельные бета-цепи, соединенные между собой плотным витком нескольких аминокислот.
Греческий ключ: Четыре бета-пряди, три соединены шпильками, четвертая загнута сверху.
Омега-петля: Петля, в которой остатки, составляющие начало и конец петли, расположены очень близко друг к другу. ^[11]
Спираль-петля-спираль: Состоит из альфа-спиралей, связанных петлей аминокислот. Этот мотив наблюдается в факторах транскрипции.
Цинковый палец: Две бета-цепи с концом альфа-спирали, загнутым для связывания иона цинка . Важен в ДНК-связывающих белках.
Спираль-поворот-спираль: Две α-спирали, соединенные короткой цепью аминокислот, встречаются во многих белках, регулирующих экспрессию генов. ^[12]
Гнездо: Чрезвычайно распространен. Три последовательных аминокислотных остатка образуют вогнутость, связывающую анион. ^[13]
Ниша: Чрезвычайно распространен. Три или четыре последовательных аминокислотных остатка образуют катионсвязывающий элемент. ^[14]

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

^ Йоханссон, МЮ (23 июля 2012 г.). «Определение и поиск структурных мотивов с помощью DeepView/Swiss-PdbViewer» . БМК Биоинформатика . 13 (173): 173. дои : 10.1186/1471-2105-13-173 . ПМЦ 3436773 . ПМИД 22823337 .
^ Большой, Александр (2010). Кластеризация генома: от лингвистических моделей к классификации генетических текстов . Спрингер. п. 47. ИСБН 9783642129513 . Проверено 24 марта 2021 г.
^ Шляхтенко Л.С., Потаман В.Н., Синден Р.Р., Любченко Ю.Л. (июль 1998 г.). «Структура и динамика крестоформ ДНК, стабилизированных суперспиралью». Дж. Мол. Биол . 280 (1): 61–72. CiteSeerX 10.1.1.555.4352 . дои : 10.1006/jmbi.1998.1855 . ПМИД 9653031 .
^ Рут Э.Д., Криси С.Д., Бирбауэр П.Е., Акман С.А., Вон Дж.П., Смальдино П.Дж. (март 2017 г.). «Подход сродства к ДНК G-квадруплекса для очистки ферментативно активной резольвазы G4» . Журнал визуализированных экспериментов . 121 (121). дои : 10.3791/55496 . ПМК 5409278 . ПМИД 28362374 .
^ Ларджи Э., Мергни Дж.Л., Габелика В. (2016). «Глава 7. Роль ионов щелочных металлов в структуре и стабильности G-квадруплексной нуклеиновой кислоты». В Астрид С., Хельмут С., Роланд К.О. С. (ред.). Ионы щелочных металлов: их роль в жизни (PDF) . Ионы металлов в науках о жизни. Том. 16. Спрингер. стр. 203–258. дои : 10.1007/978-3-319-21756-7_7 . ISBN 978-3-319-21755-0 . ПМИД 26860303 .
^ Сандквист, Висконсин, Клуг А. (декабрь 1989 г.). «Теломерная ДНК димеризуется за счет образования гуаниновых тетрад между шпильками». Природа . 342 (6251): 825–9. Бибкод : 1989Natur.342..825S . дои : 10.1038/342825a0 . ПМИД 2601741 . S2CID 4357161 .
^ Сен Д., Гилберт В. (июль 1988 г.). «Образование параллельных четырехцепочечных комплексов с помощью богатых гуанином мотивов в ДНК и его значение для мейоза». Природа . 334 (6180): 364–6. Бибкод : 1988Natur.334..364S . дои : 10.1038/334364a0 . ПМИД 3393228 . S2CID 4351855 .
^ ДеПамфилис, Мелвин (2011). Дублирование генома . Гарланд Сайенс, Тейлор и Фрэнсис Груп, ООО. п. 419. ИСБН 9780415442060 . Проверено 24 марта 2021 г.
^ Аль-Хадид, Кайс (1 июля 2016 г.). «R-петля: новый регулятор динамики хроматина» . Acta Biochim Biophys Sin (Шанхай) . 48 (7): 623–31. дои : 10.1093/abbs/gmw052 . ПМК 6259673 . ПМИД 27252122 .
^ Касаматсу, Х.; Робберсон, ДЛ; Виноград, Дж. (1971). «Новая замкнутая митохондриальная ДНК со свойствами реплицирующегося промежуточного продукта» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 68 (9): 2252–2257. Бибкод : 1971PNAS...68.2252K . дои : 10.1073/pnas.68.9.2252 . ПМК 389395 . ПМИД 5289384 .
^ Хеттиараччи, Навам С (2012). Пищевые белки и пептиды: химия, функциональность, взаимодействие и коммерциализация . CRC Press Тейлор и Фрэнсис Груп. п. 16. ISBN 9781420093421 . Проверено 24 марта 2021 г.
^ Дубей, RC (2014). Передовая биотехнология . Издательство С. Чанд. п. 505. ИСБН 978-8121942904 . Проверено 24 марта 2021 г.
^ Милнер-Уайт, Э. Джеймс (26 сентября 2011 г.). «Функциональные возможности древнейших пептидов и возникновение жизни» . Гены . 2 (4): 674. doi : 10.3390/genes2040671 . ПМЦ 3927598 . ПМИД 24710286 .
^ Милнер-Уайт, Э. Джеймс (26 сентября 2011 г.). «Функциональные возможности древнейших пептидов и возникновение жизни» . Гены . 2 (4): 678. doi : 10.3390/genes2040671 . ПМЦ 3927598 . ПМИД 24710286 .

Дальнейшее чтение [ править ]

Чан Ю.С., Гельфанд Т.И., Кистер А.Э., Гельфанд И.М. (2007). «Новая классификация супервторичных структур сэндвич-подобных белков раскрывает строгие закономерности сборки цепей». Белки . 68 (4): 915–921. дои : 10.1002/прот.21473 . ПМИД 17557333 . S2CID 29904865 .

[1] Йоханссон, МЮ (23 июля 2012 г.). «Определение и поиск структурных мотивов с помощью DeepView/Swiss-PdbViewer» . БМК Биоинформатика . 13 (173): 173. дои : 10.1186/1471-2105-13-173 . ПМЦ 3436773 . ПМИД 22823337 .

[2] Большой, Александр (2010). Кластеризация генома: от лингвистических моделей к классификации генетических текстов . Спрингер. п. 47. ИСБН 9783642129513 . Проверено 24 марта 2021 г.

[pmid9653031-3] Шляхтенко Л.С., Потаман В.Н., Синден Р.Р., Любченко Ю.Л. (июль 1998 г.). «Структура и динамика крестоформ ДНК, стабилизированных суперспиралью». Дж. Мол. Биол . 280 (1): 61–72. CiteSeerX 10.1.1.555.4352 . дои : 10.1006/jmbi.1998.1855 . ПМИД 9653031 .

[4] Рут Э.Д., Криси С.Д., Бирбауэр П.Е., Акман С.А., Вон Дж.П., Смальдино П.Дж. (март 2017 г.). «Подход сродства к ДНК G-квадруплекса для очистки ферментативно активной резольвазы G4» . Журнал визуализированных экспериментов . 121 (121). дои : 10.3791/55496 . ПМК 5409278 . ПМИД 28362374 .

[Springer-5] Ларджи Э., Мергни Дж.Л., Габелика В. (2016). «Глава 7. Роль ионов щелочных металлов в структуре и стабильности G-квадруплексной нуклеиновой кислоты». В Астрид С., Хельмут С., Роланд К.О. С. (ред.). Ионы щелочных металлов: их роль в жизни (PDF) . Ионы металлов в науках о жизни. Том. 16. Спрингер. стр. 203–258. дои : 10.1007/978-3-319-21756-7_7 . ISBN 978-3-319-21755-0 . ПМИД 26860303 .

[ReferenceC-6] Сандквист, Висконсин, Клуг А. (декабрь 1989 г.). «Теломерная ДНК димеризуется за счет образования гуаниновых тетрад между шпильками». Природа . 342 (6251): 825–9. Бибкод : 1989Natur.342..825S . дои : 10.1038/342825a0 . ПМИД 2601741 . S2CID 4357161 .

[ReferenceB-7] Сен Д., Гилберт В. (июль 1988 г.). «Образование параллельных четырехцепочечных комплексов с помощью богатых гуанином мотивов в ДНК и его значение для мейоза». Природа . 334 (6180): 364–6. Бибкод : 1988Natur.334..364S . дои : 10.1038/334364a0 . ПМИД 3393228 . S2CID 4351855 .

[8] ДеПамфилис, Мелвин (2011). Дублирование генома . Гарланд Сайенс, Тейлор и Фрэнсис Груп, ООО. п. 419. ИСБН 9780415442060 . Проверено 24 марта 2021 г.

[9] Аль-Хадид, Кайс (1 июля 2016 г.). «R-петля: новый регулятор динамики хроматина» . Acta Biochim Biophys Sin (Шанхай) . 48 (7): 623–31. дои : 10.1093/abbs/gmw052 . ПМК 6259673 . ПМИД 27252122 .

[Kasamatsu-10] Касаматсу, Х.; Робберсон, ДЛ; Виноград, Дж. (1971). «Новая замкнутая митохондриальная ДНК со свойствами реплицирующегося промежуточного продукта» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 68 (9): 2252–2257. Бибкод : 1971PNAS...68.2252K . дои : 10.1073/pnas.68.9.2252 . ПМК 389395 . ПМИД 5289384 .

[11] Хеттиараччи, Навам С (2012). Пищевые белки и пептиды: химия, функциональность, взаимодействие и коммерциализация . CRC Press Тейлор и Фрэнсис Груп. п. 16. ISBN 9781420093421 . Проверено 24 марта 2021 г.

[12] Дубей, RC (2014). Передовая биотехнология . Издательство С. Чанд. п. 505. ИСБН 978-8121942904 . Проверено 24 марта 2021 г.

[13] Милнер-Уайт, Э. Джеймс (26 сентября 2011 г.). «Функциональные возможности древнейших пептидов и возникновение жизни» . Гены . 2 (4): 674. doi : 10.3390/genes2040671 . ПМЦ 3927598 . ПМИД 24710286 .

[14] Милнер-Уайт, Э. Джеймс (26 сентября 2011 г.). «Функциональные возможности древнейших пептидов и возникновение жизни» . Гены . 2 (4): 678. doi : 10.3390/genes2040671 . ПМЦ 3927598 . ПМИД 24710286 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]