Омега-петля
Омега -петля [1] [2] представляет собой нерегулярный белка структурный мотив , состоящий из петли из шести или более аминокислотных остатков и любой аминокислотной последовательности. Определяющей характеристикой является то, что остатки, составляющие начало и конец петли, расположены близко друг к другу в пространстве без промежуточных отрезков регулярных вторичных структурных мотивов. Он назван в честь своей формы, напоминающей заглавную греческую букву Омега (Ом) .
Структура
[ редактировать ]Петли «омега», являясь неправильными, неповторяющимися вторичными структурными единицами, имеют разнообразные трехмерные формы. Формы петель омега анализируются для выявления повторяющихся закономерностей в двугранных углах и общей формы петель, что помогает определить потенциальную роль в сворачивании и функционировании белка. [3] [4]
Поскольку петли почти всегда находятся на поверхности белка, часто полагают, что эти структуры гибкие; однако разные омега-петли демонстрируют диапазон гибкости в разных временных масштабах движения белков и, как было установлено, играют роль в сворачивании некоторых белков, включая ВИЧ-1 обратную транскриптазу ; [5] [6] цитохром с ; [7] [8] и нуклеазы . [9] [10]
Функция
[ редактировать ]Омега-петли могут способствовать функционированию белка . Например, омега-петли могут помочь стабилизировать взаимодействия между белком и лигандом , например, в ферменте триозофосфатизомеразе . [11] и может напрямую влиять на функцию белка в других ферментах. [12] [13] Наследственное петле нарушение свертываемости крови вызвано мутацией одного сайта в омега- С. белка [14]
Аналогичным образом, омега-петли играют интересную роль в функционировании бета-лактамаз : мутации в «области омега-петли» бета-лактамазы могут изменить ее специфическую функцию и профиль субстрата. [15] [16] [17] возможно, из-за важной функциональной роли коррелированной динамики региона. [18]
Цитохром с
[ редактировать ]Омега-петли уже давно признаны за их важность в функции и укладке белка цитохрома с , внося как ключевые функциональные остатки, так и важные динамические свойства. [19] [20] [21] Многие исследователи изучали функцию и динамику омега-петли в конкретных белковых системах, используя так называемый подход «замены петель», при котором петли меняются местами между (обычно) гомологичными белками. [22] [23] [24]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лещинский, Дж. Ф.; Роуз, Джорджия (14 ноября 1986 г.). «Петли в глобулярных белках: новая категория вторичной структуры». Наука . 234 (4778): 849–855. Бибкод : 1986Sci...234..849L . дои : 10.1126/science.3775366 . ПМИД 3775366 .
- ^ Фетроу, Дж. С. (июнь 1995 г.). «Омега-петли: нерегулярные вторичные структуры, важные для функции и стабильности белка» . ФАСЕБ Дж . 9 (9): 708–17. дои : 10.1096/fasebj.9.9.7601335 . ПМИД 7601335 . S2CID 23775489 .
- ^ Ладонь; Дасгупта, С. (1 июня 2003 г.). «Природа поворота омега-петлей белков». Белки . 51 (4): 591–606. дои : 10.1002/прот.10376 . ПМИД 12784218 . S2CID 44815936 .
- ^ Дхар, Дж; Чакрабарти, П. (июнь 2015 г.). «Определение петлевых структур в белках на основе составных имитаторов β-поворота» . Протеин Eng Des Sel . 28 (6): 153–61. дои : 10.1093/протеин/gzv017 . ПМИД 25870305 .
- ^ Магер, П.П. (декабрь 1996 г.). «Молекулярное моделирование закономерностей сворачивания омега-петли (от Tyr181 до Tyr188) обратной транскриптазы ВИЧ-1». Препарат де Дисков . 14 (3): 213–23. ПМИД 9017364 .
- ^ Магер, ПП; Вальтер, Х. (декабрь 1996 г.). «Гидрофильная омега-петля (от Tyr181 до Tyr188) в области несубстратного связывания обратной транскриптазы ВИЧ-1». Препарат де Дисков . 14 (3): 225–39. ПМИД 9017365 .
- ^ Майти, Х; Рамбли, JN; Энгландер, Юго-Запад (1 мая 2006 г.). «Функциональная роль белкового фолдона - фолдона омега-петли контролирует щелочной переход в феррицитохроме с». Белки . 63 (2): 349–55. CiteSeerX 10.1.1.596.3784 . дои : 10.1002/прот.20757 . ПМИД 16287119 . S2CID 38183696 .
- ^ Кароппи, П; Синибальди, Ф; Сантони, Э; Хоуз, Б.Д.; Фиоруччи, Л; Ферри, Т; Асколи, Ф; Смулевич Г; Сантуччи, Р. (декабрь 2004 г.). «Омега-петля 40s играет решающую роль в стабильности и щелочном конформационном переходе цитохрома с». J Biol Inorg Chem . 9 (8): 997–1006. дои : 10.1007/s00775-004-0601-9 . hdl : 2108/34631 . ПМИД 15503233 . S2CID 2130725 .
- ^ Ву, Н.Д.; Фэн, Х; Бай, Ю. (30 марта 2004 г.). «Путь сворачивания барназы: лимитирующее скорость переходное состояние и скрытый промежуточный продукт в нативных условиях». Биохимия . 43 (12): 3346–56. дои : 10.1021/bi0362267 . ПМИД 15035606 .
- ^ Ван, X; Ван, М; Тонг, Ю; Шан, Л; Ван, Дж. (октябрь 2006 г.). «Исследование способности к сворачиванию и остаточных структур во фрагменте стафилококковой нуклеазы с 1 по 79 остатками биофизическими методами и методами ЯМР». Биохимия . 88 (10): 1343–55. дои : 10.1016/j.biochi.2006.05.002 . ПМИД 17045725 .
- ^ Сян, Дж; Юнг, JY; Сэмпсон, Н.С. (14 сентября 2004 г.). «Энтропийное воздействие на шарниры белка: реакция, катализируемая триозофосфатизомеразой». Биохимия . 43 (36): 11436–45. дои : 10.1021/bi049208d . ПМИД 15350130 .
- ^ Нойхаус, ФК (сентябрь 2011 г.). «Роль омега-петли в определении специфичности субсайта 2 лигазы D-аланин:D-аланин (D-лактат) из Leuconostoc mesenteroides: исследование молекулярного стыковки». Графическая модель J Mol . 30 :31–7. дои : 10.1016/j.jmgm.2011.06.002 . ПМИД 21727015 .
- ^ Сэмпсон, Н.С.; Касс, Эй Джей; Гошрой, КБ (21 апреля 1998 г.). «Оценка роли омега-петли холестериноксидазы: мутант с усеченной петлей изменил специфичность субстрата». Биохимия . 37 (16): 5770–8. дои : 10.1021/bi973067g . ПМИД 9548964 .
- ^ Престон, Р.Дж.; Морс, К; Мерден, СЛ; Брейди, СК; О'Доннелл, Дж. С.; Мамфорд, AD (март 2009 г.). «Замена омега-петли белка C Asn2Ile связана со снижением антикоагулянтной активности белка C». Br J Гематол . 144 (6): 946–53. дои : 10.1111/j.1365-2141.2008.07550.x . ПМИД 19133979 . S2CID 1618500 .
- ^ Левитт, PS; Папп-Уоллес, КМ; Тарасила, Массачусетс; Худжер, AM; Винклер, М.Л.; Смит, К.М.; Сюй, Ю; Харрис, Мэн; Бономо, РА (14 сентября 2013 г.). «Изучение роли консервативного остатка класса А в Ω-петле β-лактамазы KPC-2: механизм гидролиза цефтазидима» . J Биол Хим . 287 (38): 31783–93. дои : 10.1074/jbc.M112.348540 . ПМЦ 3442512 . ПМИД 22843686 .
- ^ Стояноски, В; Чоу, округ Колумбия; Ху, Л; Шанкаран, Б; Гилберт, Х.Ф.; Прасад, Б.В.; Палцкилл, Т. (17 апреля 2015 г.). «Тройной мутант в Ω-петле β-лактамазы TEM-1 меняет профиль субстрата посредством значительного конформационного изменения и изменения общей основы для катализа» . J Биол Хим . 290 (16): 10382–94. дои : 10.1074/jbc.M114.633438 . ПМК 4400348 . ПМИД 25713062 .
- ^ Дутта, М; Кар, Д; Бансал, А; Чакраборти, С; Гош, А.С. (апрель 2015 г.). «Одна аминокислотная замена в Ω-подобной петле PBP5 E. coli нарушает ее способность поддерживать форму клеток и внутреннюю устойчивость к бета-лактамам» . Микробиология . 161 (Часть 4): 895–902. дои : 10.1099/mic.0.000052 . ПМИД 25667006 .
- ^ Браун, младший; Ливсей, ДР (27 мая 2015 г.). «Корреляция гибкости между областями активного сайта сохраняется для четырех ферментов β-лактамаз AmpC» . ПЛОС ОДИН . 10 (5): e0125832. Бибкод : 2015PLoSO..1025832B . дои : 10.1371/journal.pone.0125832 . ПМЦ 4446314 . ПМИД 26018804 .
- ^ Макклелланд, LJ; Сигрейвс, С.М.; Хан, МК; Черный, М.М.; Банди, С; Калбертсон, Дж. Э.; Боулер, Бельгия (июль 2015 г.). «Реакция динамики Ω-петли D на укорочение триметиллизина 72 изо-1-цитохрома с дрожжей зависит от характера деформации петли» . J Biol Inorg Chem . 20 (5): 805–19. дои : 10.1007/s00775-015-1267-1 . ПМЦ 4485566 . ПМИД 25948392 .
- ^ Кришна, ММ; Лин, Ю; Рамбли, JN; Энгландер, Юго-Запад (1 августа 2003 г.). «Кооперативные омега-петли в цитохроме с: роль в сворачивании и функции». Дж Мол Биол . 331 (1): 29–36. дои : 10.1016/s0022-2836(03)00697-1 . ПМИД 12875833 .
- ^ Фетроу, Дж. С.; Дреер, У; Виланд, диджей; Шаак, Д.Л.; Буз, TL (апрель 1998 г.). «Мутагенез гистидина 26 демонстрирует важность взаимодействий «петля-петля» и «петля-белок» для функции изо-1-цитохрома с» . Белковая наука . 7 (4): 994–1005. дои : 10.1002/pro.5560070417 . ПМК 2143970 . ПМИД 9568906 .
- ^ Такехара, С; Онда, М; Чжан, Дж; Нисияма, М; Ян, Х; Миками, Б; Ломас, Д.А. (24 апреля 2009 г.). «Кристаллическая структура 2.1-А нативного нейросерпина обнаруживает уникальные структурные элементы, которые способствуют конформационной нестабильности». Дж Мол Биол . 388 (1): 11–20. дои : 10.1016/j.jmb.2009.03.007 . ПМИД 19285087 .
- ^ Мерфи, Мэн; Фетроу, Дж. С.; Бертон, RE; Брайер, Джорджия (сентябрь 1993 г.). «Структура и функция замен омега-петли А в цитохроме с» . Белковая наука . 2 (9): 1429–40. дои : 10.1002/pro.5560020907 . ПМК 2142463 . ПМИД 8401228 .
- ^ Фетроу, Дж. С.; Кардилло, ТС; Шерман, Ф (1989). «Делеции и замены омега-петлей в изо-1-цитохроме с дрожжей». Белки . 6 (4): 372–81. дои : 10.1002/прот.340060404 . ПМИД 2560195 . S2CID 25525703 .