Спираль-поворот-спираль
| Спираль-поворот-спираль | |
|---|---|
| Идентификаторы | |
| Символ | ХТХ |
| Пфам Клан | CL0123 |
Спираль-поворот-спираль — это ДНК-связывающий домен (DBD). Спираль -поворот-спираль ( HTH ) является основным структурным мотивом, способным связывать ДНК . Каждый мономер включает две α-спирали , соединенные короткой цепью аминокислот , которые связываются с большой бороздкой ДНК. Мотив HTH встречается во многих белках, которые регулируют экспрессию генов . Его не следует путать с мотивом спираль-петля-спираль . [1]
Открытие
[ редактировать ]Открытие мотива «спираль-поворот-спираль» было основано на сходстве между несколькими генами, кодирующими белки, регулирующие транскрипцию, из бактериофага лямбда и Escherichia coli : Cro, CAP и λ-репрессор , которые, как было обнаружено, имеют общую последовательность из 20–25 аминокислот , которая облегчает распознавание ДНК. [2] [3] [4] [5]
Функция
[ редактировать ]Мотив спираль-поворот-спираль представляет собой мотив связывания ДНК. Распознавание и связывание с ДНК белками «спираль-поворот-спираль» осуществляется двумя α-спиралями, одна из которых занимает N-конец мотива, а другая — С-конец . В большинстве случаев, например, в репрессоре Cro, вторая спираль вносит наибольший вклад в узнавание ДНК, поэтому ее часто называют «спиралью узнавания». Он связывается с большой бороздкой ДНК посредством серии водородных связей и различных взаимодействий Ван-дер-Ваальса с открытыми основаниями . Другая α-спираль стабилизирует взаимодействие белка и ДНК, но не играет особенно сильной роли в его узнавании. [2] Спираль узнавания и предшествующая ей спираль всегда имеют одинаковую относительную ориентацию. [6]
Классификация мотивов спираль-поворот-спираль
[ редактировать ]Было предпринято несколько попыток классифицировать мотивы «спираль-поворот-спираль» на основе их структуры и пространственного расположения спиралей. [6] [7] [8] Некоторые из основных типов описаны ниже.
Диспиральный
[ редактировать ]Диспиральный мотив «спираль-поворот-спираль» — это самый простой мотив «спираль-поворот-спираль». Было обнаружено, что фрагмент гомеодомена Engrailed, охватывающий только две спирали и поворот, представляет собой сверхбыстрый, независимо сворачивающийся белковый домен. [9]
Трехспиральный
[ редактировать ]Пример этого мотива находится в активаторе транскрипции Myb . [10]
Тетраспиральный
[ редактировать ]Тетраспиральный мотив спираль-поворот-спираль имеет дополнительную С-концевую спираль по сравнению с трехспиральными мотивами. К ним относятся ДНК-связывающий домен HTH типа LuxR , обнаруженный в бактериальных факторах транскрипции, и мотив спираль-поворот-спираль, обнаруженный в репрессорах TetR . [11] Встречаются также мультиспиральные версии с дополнительными спиралями. [12]
Крылатая спираль-поворот-спираль
[ редактировать ]Мотив «крылатая спираль-поворот-спираль» (wHTH) образован трехспиральным пучком и трех- или четырехнитевым бета-листом (крылом). Топология спиралей и нитей в мотивах wHTH может различаться. В транскрипционном факторе ETS wHTH сворачивается в мотив спираль-поворот-спираль на четырехцепочечном антипараллельном каркасе из бета-листов , расположенном в порядке α1-β1-β2-α2-α3-β3-β4, где третья спираль представляет собой узнавания ДНК Спираль . [13] [14]
Другие модифицированные мотивы спираль-поворот-спираль
[ редактировать ]Другие производные мотива «спираль-поворот-спираль» включают ДНК-связывающий домен, обнаруженный в MarR , регуляторе множественной устойчивости к антибиотикам , который образует крылатую спираль-поворот-спираль с дополнительной С-концевой альфа-спиралью. [8] [15]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бреннан Р.Г., Мэтьюз Б.В. (февраль 1989 г.). «Мотив связывания ДНК спираль-поворот-спираль» . Журнал биологической химии . 264 (4): 1903–6. дои : 10.1016/S0021-9258(18)94115-3 . ПМИД 2644244 .
- ^ Jump up to: а б Мэтьюз Б.В., Олендорф Д.Х., Андерсон В.Ф., Такеда Ю. (март 1982 г.). «Структура ДНК-связывающей области lac-репрессора выведена на основании ее гомологии с cro-репрессором» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 79 (5): 1428–32. Бибкод : 1982PNAS...79.1428M . дои : 10.1073/pnas.79.5.1428 . ПМК 345986 . ПМИД 6951187 .
- ^ Андерсон В.Ф., Олендорф Д.Х., Такеда Ю., Мэтьюз Б.В. (апрель 1981 г.). «Структура кро-репрессора бактериофага лямбда и его взаимодействие с ДНК». Природа . 290 (5809): 754–8. Бибкод : 1981Natur.290..754A . дои : 10.1038/290754a0 . ПМИД 6452580 . S2CID 4360799 .
- ^ Маккей Д.Б., Стейц Т.А. (апрель 1981 г.). «Структура белка-активатора гена катаболита при разрешении 2,9 А предполагает связывание с левосторонней B-ДНК». Природа . 290 (5809): 744–9. Бибкод : 1981Natur.290..744M . дои : 10.1038/290744a0 . ПМИД 6261152 . S2CID 568056 .
- ^ Пабо Колорадо, Льюис М. (июль 1982 г.). «Оператор-связывающий домен лямбда-репрессора: структура и распознавание ДНК». Природа . 298 (5873): 443–7. Бибкод : 1982Natur.298..443P . дои : 10.1038/298443a0 . ПМИД 7088190 . S2CID 39169630 .
- ^ Jump up to: а б Винтдженс Р., Руман М. (сентябрь 1996 г.). «Структурная классификация ДНК-связывающих доменов HTH и режимы взаимодействия белок-ДНК». Журнал молекулярной биологии . 262 (2): 294–313. дои : 10.1006/jmbi.1996.0514 . ПМИД 8831795 .
- ^ Сузуки М, Бреннер С.Е. (сентябрь 1995 г.). «Классификация мультиспиральных ДНК-связывающих доменов и применение для прогнозирования структур DBD сигма-фактора, LysR, OmpR/PhoB, CENP-B, Rapl и Xy1S/Ada/AraC». Письма ФЭБС . 372 (2–3): 215–21. Бибкод : 1995FEBSL.372..215S . дои : 10.1016/0014-5793(95)00988-L . ПМИД 7556672 . S2CID 3037519 .
- ^ Jump up to: а б Аравинд Л., Анантараман В., Баладжи С., Бабу М.М., Айер Л.М. (апрель 2005 г.). «Многоликость домена спираль-поворот-спираль: регуляция транскрипции и не только» . Обзоры микробиологии FEMS . 29 (2): 231–62. doi : 10.1016/j.femsre.2004.12.008 (неактивен 26 апреля 2024 г.). ПМИД 15808743 .
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на апрель 2024 г. ( ссылка ) - ^ Релига ТЛ, Джонсон СМ, Ву ДМ, Брюэр Ш., Дайер Р.Б., Фершт А.Р. (май 2007 г.). «Мотив спираль-поворот-спираль как сверхбыстрый независимо сворачивающийся домен: путь сворачивания гомеодомена Engrailed» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (22): 9272–7. Бибкод : 2007PNAS..104.9272R . дои : 10.1073/pnas.0703434104 . ПМК 1890484 . ПМИД 17517666 .
- ^ Огата К., Ходзё Х., Аймото С., Накаи Т., Накамура Х., Сарай А., Исии С., Нишимура Ю. (июль 1992 г.). «Структура раствора ДНК-связывающей единицы Myb: мотив, связанный спираль-поворот-спираль, с консервативными триптофанами, образующими гидрофобное ядро» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 89 (14): 6428–32. Бибкод : 1992PNAS...89.6428O . дои : 10.1073/pnas.89.14.6428 . ПМЦ 49514 . ПМИД 1631139 .
- ^ Хинрикс В., Кискер С., Дювель М., Мюллер А., Товар К., Хиллен В., Сенгер В. (апрель 1994 г.). «Структура комплекса Tet-репрессор-тетрациклин и регуляция устойчивости к антибиотикам». Наука . 264 (5157): 418–20. Бибкод : 1994Sci...264..418H . дои : 10.1126/science.8153629 . ПМИД 8153629 .
- ^ Ивахара Дж., Clubb RT (ноябрь 1999 г.). «Структура раствора ДНК-связывающего домена из Dead Ringer, домена взаимодействия, специфичного для последовательности AT-богатого (ARID)» . Журнал ЭМБО . 18 (21): 6084–94. дои : 10.1093/emboj/18.21.6084 . ПМЦ 1171673 . ПМИД 10545119 .
- ^ Дональдсон Л.В., Петерсен Дж.М., Грейвс Б.Дж., Макинтош Л.П. (январь 1996 г.). «Структура раствора домена ETS из мышиного Ets-1: крылатый мотив связывания ДНК спираль-поворот-спираль» . Журнал ЭМБО . 15 (1): 125–34. дои : 10.2210/pdb1etc/pdb . ПМЦ 449924 . ПМИД 8598195 .
- ^ Шаррокс А.Д., Браун А.Л., Линг Ю., Йейтс П.Р. (декабрь 1997 г.). «Семейство транскрипционных факторов ETS-домена». Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 29 (12): 1371–87. дои : 10.1016/S1357-2725(97)00086-1 . ПМИД 9570133 .
- ^ Алекшун М.Н., Леви С.Б., Мили Т.Р., Ситон Б.А., руководитель JF (август 2001 г.). «Кристаллическая структура MarR, регулятора множественной устойчивости к антибиотикам, с разрешением 2,3 А». Структурная биология природы . 8 (8): 710–4. дои : 10.1038/90429 . ПМИД 11473263 . S2CID 19608515 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Струл К. (апрель 1989 г.). «Мотивы спираль-поворот-спираль, цинковый палец и лейциновая застежка-молния для эукариотических белков, регулирующих транскрипцию». Тенденции биохимических наук . 14 (4): 137–40. дои : 10.1016/0968-0004(89)90145-X . ПМИД 2499084 .
- Гадживала К.С., Берли С.К. (февраль 2000 г.). «Крылатые спиральные белки». Современное мнение в области структурной биологии . 10 (1): 110–6. дои : 10.1016/S0959-440X(99)00057-3 . ПМИД 10679470 .
- Сантос К.Л., Таварес Ф., Тиулуза Дж., Норманд П. (март 2009 г.). «Филогеномный анализ бактериальных факторов транскрипции спираль-поворот-спираль» . Обзоры микробиологии FEMS . 33 (2): 411–29. дои : 10.1111/j.1574-6976.2008.00154.x . ПМИД 19076237 .
- Хоскиссон П.А., Ригали С. (2009). «Глава 1: Изменение формы и функций регуляторов спираль-поворот-спираль суперсемейства GntR». Достижения прикладной микробиологии . 69 : 1–22. дои : 10.1016/S0065-2164(09)69001-8 . ПМИД 19729089 .
- Бреннан Р.Г. (сентябрь 1993 г.). «Мотив связывания ДНК с крылатой спиралью: еще один взлет спираль-поворот-спирали». Клетка . 74 (5): 773–6. дои : 10.1016/0092-8674(93)90456-Z . ПМИД 8374950 . S2CID 31355349 .
- Хаффман Дж.Л., Бреннан Р.Г. (февраль 2002 г.). «Прокариотические регуляторы транскрипции: больше, чем просто мотив спираль-поворот-спираль». Современное мнение в области структурной биологии . 12 (1): 98–106. дои : 10.1016/s0959-440x(02)00295-6 . ПМИД 11839496 .