Многие HK являются бифункциональными и обладают фосфатазной активностью в отношении родственных им регуляторов ответа, так что их сигнальный выход отражает баланс между их киназной и фосфатазной активностью. Многие регуляторы ответа также аутодефосфорилируют, [7] и относительно лабильный фосфоаспартат также может гидролизоваться неферментативно. [1] Общий уровень фосфорилирования регулятора ответа в конечном итоге контролирует его активность. [1] [8]
Некоторые гистидинкиназы представляют собой гибриды, содержащие внутренний домен-приемник. В этих случаях гибридный HK аутофосфорилирует, а затем переносит фосфорильную группу в свой собственный внутренний домен-приемник, а не в отдельный RR-белок. Затем фосфорильная группа перемещается к гистидинфосфотрансферазе (HPT), а затем к терминальному RR, что может вызвать желаемый ответ. [9] [10] Эта система называется фосфореле . Почти 25% бактериальных ГК относятся к гибридному типу, как и подавляющее большинство эукариотических ГК. [3]
передающие сигнал, Гистидинкиназы, являются ключевыми элементами в двухкомпонентных системах передачи сигнала. [22] [23] Примерами гистидинкиназ являются EnvZ, который играет центральную роль в осморегуляции . [24] и CheA, который играет центральную роль в системе хемотаксиса . [25] Гистидинкиназы обычно имеют N-концевой лиганд- связывающий домен и C-концевой другие домены киназный домен, но могут также присутствовать и . Киназный домен отвечает за аутофосфорилирование гистидина с помощью АТФ, фосфоперенос от киназы к аспартату регулятора ответа и (с бифункциональными ферментами) фосфоперенос от аспартилфосфата к воде . [26] Ядро киназы имеет уникальную складку, отличную от складки суперсемейства киназ Ser/Thr/Tyr .
ГК можно условно разделить на два класса: ортодоксальные и гибридные киназы. [27] [28] Большинство ортодоксальных HK, типичным примером которых является E. coli белок EnvZ , функционируют как периплазматические мембранные рецепторы и имеют сигнальный пептид и трансмембранный сегмент(ы), которые разделяют белок на периплазматический N-концевой чувствительный домен и высококонсервативную цитоплазматическую C-концевую киназу. основной. Однако члены этого семейства имеют целостный мембранный сенсорный домен. Не все ортодоксальные киназы мембраносвязаны , например, азотрегуляторная киназа NtrB (GlnL) представляет собой растворимый цитоплазматический ГК. [6] Гибридные киназы содержат множество фосфодонорных и фосфоакцепторных сайтов и используют многоступенчатые схемы фосфо-реле вместо того, чтобы способствовать переносу одного фосфорила. Помимо сенсорного домена и ядра киназы, они содержат CheY-подобный приемникный домен и His-содержащий фосфотрансферный (HPt) домен.
Количество двухкомпонентных систем, присутствующих в бактериальном геноме, сильно коррелирует с размером генома, а также с экологической нишей ; бактерии, занимающие ниши с частыми колебаниями окружающей среды, обладают большим количеством гистидинкиназ и регуляторов ответа. [3] [29] Новые двухкомпонентные системы могут возникать в результате дупликации генов или латерального переноса генов , и относительная скорость каждого процесса резко различается у разных видов бактерий. [30] В большинстве случаев гены-регуляторы ответа расположены в том же опероне, что и родственная им гистидинкиназа; [3] Латеральный перенос генов с большей вероятностью сохранит структуру оперона, чем дупликация генов. [30]
Неясно, почему канонические двухкомпонентные системы редки у эукариот, причем многие сходные функции были взяты на себя сигнальными системами, основанными на серин- , треонин- или тирозинкиназах ; Было высказано предположение, что за это ответственна химическая нестабильность фосфоаспартата и что для передачи сигналов в более сложные эукариотические клетки необходима повышенная стабильность. [3] Примечательно, что перекрестные помехи между сигнальными механизмами очень распространены в эукариотических сигнальных системах, но редки в бактериальных двухкомпонентных системах. [34]
Из-за сходства последовательностей и структуры оперонов многие двухкомпонентные системы, особенно гистидинкиназы, относительно легко идентифицировать с помощью биоинформатического анализа. (Напротив, эукариотические киназы обычно легко идентифицируются, но их нелегко соединить со своими субстратами .) [3] База данных прокариотических двухкомпонентных систем под названием P2CS была составлена для документирования и классификации известных примеров, а в некоторых случаях для прогнозирования родственных «сирот» гистидинкиназы или белков-регуляторов ответа, которые генетически не связаны с партнером. [35] [36]
^ Перего М., Хох Дж.А. (март 1996 г.). «Протеин-аспартатфосфатазы контролируют выход двухкомпонентных систем передачи сигналов». Тенденции в генетике . 12 (3): 97–101. дои : 10.1016/0168-9525(96)81420-X . PMID 8868347 .
^ Вест АХ, Сток AM (июнь 2001 г.). «Гистидинкиназы и белки-регуляторы ответа в двухкомпонентных сигнальных системах». Тенденции биохимических наук . 26 (6): 369–76. дои : 10.1016/S0968-0004(01)01852-7 . ПМИД 11406410 .
^ Томомори С., Танака Т., Дутта Р., Пак Х., Саха С.К., Чжу Ю., Ишима Р., Лю Д., Тонг К.И., Курокава Х., Цянь Х., Иноуе М., Икура М. (август 1999 г.). «Структура раствора гомодимерного основного домена гистидинкиназы EnvZ Escherichia coli». Структурная биология природы . 6 (8): 729–34. дои : 10.1038/11495 . ПМИД 10426948 . S2CID 23334643 .
^ Виерстра Р.Д., Дэвис С.Дж. (декабрь 2000 г.). «Бактериофитохромы: новые инструменты для понимания передачи сигналов фитохромов». Семинары по клеточной биологии и биологии развития . 11 (6): 511–21. дои : 10.1006/scdb.2000.0206 . ПМИД 11145881 .
Arc.Ask3.Ru Номер скриншота №: cde6f9bf8f6531bc4462db6b01a562f5__1711837860 URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/cd/f5/cde6f9bf8f6531bc4462db6b01a562f5.html Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1: Two-component regulatory system - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)