Нечеткий комплекс
Нечеткие комплексы — это белковые комплексы , в которых существует структурная неопределенность или множественность , необходимые для биологической функции . [1] [2] Изменение, усечение или удаление конформационно неоднозначных участков влияет на активность соответствующего комплекса . [3] [4] [5] Нечеткие комплексы обычно образуются из внутренне неупорядоченных белков . [6] [7] Структурная множественность обычно лежит в основе функциональной множественности белковых комплексов. [8] [9] [10] следуя нечеткой логике . Различные способы связывания нуклеосомы также рассматриваются как частный случай нечеткости. [11] [12]
Историческая справка
[ редактировать ]На протяжении почти 50 лет молекулярная биология основывалась на двух догмах: (i) приравнивании биологической функции белка к уникальной трехмерной структуре и (ii) предположении исключительной специфичности белковых комплексов . Специфичность/селективность обеспечивается однозначным набором взаимодействий, образующихся между белком и его лигандом (другим белком , ДНК , РНК или малой молекулой ). Однако многие белковые комплексы содержат функционально важные/критические области, которые остаются очень динамичными в комплексе или принимают разные конформации . [13] Это явление определяется нечеткостью. Наиболее подходящим примером является ингибитор циклин-зависимой киназы Sic1 , который связывается с субъединицей SCF Cdc4 образом зависимым от фосфорилирования . [14] никаких регулярных вторичных структур не образуется При фосфорилировании , и различные сайты фосфорилирования в комплексе меняются местами. [15]
Классификация нечетких комплексов
[ редактировать ]Структурная неоднозначность белковых комплексов охватывает широкий спектр. [1] В полиморфном комплексе белок принимает две или более разные конформации при связывании с одним и тем же партнером, и эти конформации можно разрешить. [16] Зажим, [17] фланговый [18] [19] и случайные комплексы [20] [21] являются динамическими, где неоднозначные конформации меняются друг с другом и не могут быть разрешены. Взаимодействия в нечетких комплексах обычно опосредуются короткими мотивами . [22] Фланкирующие области толерантны к изменениям последовательности до тех пор, пока сохраняется аминокислотный состав, например, в случае линкерных гистонов . С-концевых доменов [23] и гистона H4. N-концевые домены [24]
Регуляторные пути через нечеткие области
[ редактировать ]Нечеткие области модулируют конформационное равновесие [25] или гибкость [3] [26] интерфейса привязки посредством временных взаимодействий . [27] Динамические регионы также могут конкурировать с сайтами связывания. [28] или привязать их к цели. [29] Модификации нечетких областей за счет дальнейших взаимодействий, [8] [30] или посттрансляционные модификации [31] [32] влияние на связывания аффинность или специфичность . Альтернативный сплайсинг может модулировать длину нечетких областей, что приводит к контекстно-зависимому связыванию (например, тканеспецифичности ) комплекса. [33] [34] [35] EGF / MAPK , TGF-β и WNT/Wingless Сигнальные пути используют тканеспецифичные нечеткие области.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Томпа, Питер; Фуксрайтер, Моника (2008). «Нечеткие комплексы: полиморфизм и структурные нарушения в белок-белковых взаимодействиях». Тенденции биохимических наук . 33 (1): 2–8. дои : 10.1016/j.tibs.2007.10.003 . ПМИД 18054235 .
- ^ Фуксрайтер, М. и Томпа, П. (2011) Нечеткость: структурное нарушение в белковых комплексах Остин, Нью-Йорк. [ нужна страница ]
- ^ Jump up to: а б Пуфал, Массачусетс; Ли, Грегори М; Нельсон, Мэри Л; Кан, Хён Со; Веливис, Альгирдас; Кей, Льюис Э; Макинтош, Лоуренс П.; Грейвс, Барбара Дж (2005). «Вариабельный контроль связывания ДНК Ets-1 с помощью нескольких фосфатов в неструктурированной области» . Наука . 309 (5731): 142–5. Бибкод : 2005Sci...309..142P . дои : 10.1126/science.1111915 . ПМИД 15994560 .
- ^ Бхаттачарья, Р.П.; Ремени, Аттила; Хорошо, Мэтью С; Башор, Калеб Дж; Фалик, Арнольд М; Лим, Венделл А. (2006). «Каркас Ste5 аллостерически модулирует сигнальный выход пути спаривания дрожжей» . Наука . 311 (5762): 822–6. Бибкод : 2006Sci...311..822B . дои : 10.1126/science.1120941 . ПМИД 16424299 . S2CID 13882487 .
- ^ Лю, Ин; Мэтьюз, Кэтлин С; Бондос, Сара Э (2009). «Внутренние регуляторные взаимодействия определяют специфичность связывания ДНК с помощью фактора транскрипции Hox» . Журнал молекулярной биологии . 390 (4): 760–74. дои : 10.1016/j.jmb.2009.05.059 . ПМЦ 2739810 . ПМИД 19481089 .
- ^ Ромеро, П; Обрадович, З; Киссинджер, CR; Виллафранка, Дж. Э; Гарнер, Э; Гийо, С; Дункер, АК (1998). «Тысячи белков, вероятно, имеют длинные неупорядоченные участки» . Тихоокеанский симпозиум по биокомпьютингу : 437–48. ПМИД 9697202 .
- ^ Райт, Питер Э; Дайсон, Х. Джейн (1999). «По сути неструктурированные белки: переоценка парадигмы структуры и функции белка». Журнал молекулярной биологии . 293 (2): 321–31. дои : 10.1006/jmbi.1999.3110 . ПМИД 10550212 .
- ^ Jump up to: а б Галеа, Чарльз А; Нурс, Аманда; Ван, Юэфэн; Сиваколунду, Сивашанкар Г; Хеллер, Уильям Т; Кривацки, Ричард В. (2008). «Роль внутренней гибкости в передаче сигнала, опосредованной регулятором клеточного цикла p27Kip1» . Журнал молекулярной биологии . 376 (3): 827–38. дои : 10.1016/j.jmb.2007.12.016 . ПМК 2350195 . ПМИД 18177895 .
- ^ Фуксрайтер, Моника; Томпа, Питер; Саймон, Иштван; Уверский Владимир Н; Хансен, Джеффри С; Астуриас, Франциско Дж (2008). «Податливые машины принимают форму эукариотической регуляции транскрипции» . Химическая биология природы . 4 (12): 728–37. дои : 10.1038/nchembio.127 . ПМЦ 2921704 . ПМИД 19008886 .
- ^ Ван, Юэфэн; Фишер, Джон С; Мэтью, Роуз; Оу, Ли; Отиено, Стив; Субаренда, Джек; Сяо, Лимин; Чен, Цзяньхан; Руссель, Мартин Ф; Кривацкий, Ричард В. (2011). «Внутреннее расстройство опосредует разнообразные регуляторные функции ингибитора Cdk p21» . Химическая биология природы . 7 (4): 214–21. дои : 10.1038/nchembio.536 . ПМЦ 3124363 . ПМИД 21358637 .
- ^ Белч, Яаков; Ян, Цзинъи; Лю, Ян; Малкарам, Шридхар А; Лю, Ронг; Ритховен, Жан-Жак М; Ладунга, Иштван (2010). «Слабо расположенные нуклеосомы повышают транскрипционную способность хроматина» . ПЛОС ОДИН . 5 (9): e12984. Бибкод : 2010PLoSO...512984B . дои : 10.1371/journal.pone.0012984 . ПМЦ 2945322 . ПМИД 20886052 .
- ^ Цуй, К; Дюбюи, С; Геббиа, М; Морс, Р.Х; Баркай, Н; Тирош, я; Нислоу, К. (2011). «Эволюция занятости нуклеосом: сохранение глобальных свойств и расхождение геноспецифичных закономерностей» . Молекулярная и клеточная биология . 31 (21): 4348–55. дои : 10.1128/MCB.05276-11 . ПМК 3209338 . ПМИД 21896781 .
- ^ Фуксрайтер, Моника (2012). «Нечеткость: связь регуляции с динамикой белков». Молекулярные биосистемы . 8 (1): 168–77. дои : 10.1039/c1mb05234a . ПМИД 21927770 .
- ^ Нэш, Пирс; Тан, Сяоцзин; Орлицкий, Стивен; Чен, Цинхуа; Гертлер, Фрэнк Б; Менденхолл, Майкл Д.; Сичери, Фрэнк; Поусон, Тони; Тайерс, Майк (2001). «Мультисайтовое фосфорилирование ингибитора CDK устанавливает порог начала репликации ДНК». Природа . 414 (6863): 514–21. Бибкод : 2001Natur.414..514N . дои : 10.1038/35107009 . ПМИД 11734846 . S2CID 16924667 .
- ^ Миттаг, Т; Орлицкий, С; Чой, В.-Ю; Тан, X; Лин, Х; Сичери, Ф; Кей, Л. Э; Тайерс, М; Форман-Кей, Джей Ди (2008). «Динамическое равновесное взаимодействие поливалентного лиганда с односайтовым рецептором» . Труды Национальной академии наук . 105 (46): 17772–7. Бибкод : 2008PNAS..10517772M . дои : 10.1073/pnas.0809222105 . JSTOR 25465359 . ПМК 2582940 . ПМИД 19008353 .
- ^ Дидри, Доминик; Кантрелл, Франсуа Ксавье; Хассон, Клотильда; Роблин, Пьер; Мурти, Анна М. Эсвара; Перес, Хавьер; Ле Кленш, Кристоф; Герцог, Мод; Гитте, Эрик; Карлье, Мари-Франс; Ван Хейеноорт, Карин; Рено, Луи (2012). «Как один остаток в отдельных доменах β-тимозина/WH2 контролирует их функции при сборке актина» . Журнал ЭМБО . 31 (4): 1000–13. дои : 10.1038/emboj.2011.461 . ПМК 3280557 . ПМИД 22193718 .
- ^ Фонтес, Маркос Р.М.; Эх, Трэзель; Кобе, Бостьян (2000). «Структурные основы распознавания однодольных и двудольных последовательностей ядерной локализации импортином-α млекопитающих». Журнал молекулярной биологии . 297 (5): 1183–94. дои : 10.1006/jmbi.2000.3642 . ПМИД 10764582 .
- ^ Зор, Цафрир; Майр, Бернхард М; Дайсон, Х. Джейн; Монтмини, Марк Р.; Райт, Питер Э. (2002). «Роль фосфорилирования и склонности к спирали в связывании домена KIX CREB-связывающего белка конститутивными (c-Myb) и индуцируемыми (CREB) активаторами» . Журнал биологической химии . 277 (44): 42241–8. дои : 10.1074/jbc.M207361200 . ПМИД 12196545 .
- ^ Селенко, Филипп; Грегорович, Горан; Спрангерс, Ремко; Стир, Гюнтер; Рани, Закария; Кремер, Анджела; Саттлер, Майкл (2003). «Структурная основа молекулярного распознавания человеческих факторов сплайсинга U2AF65 и SF1/mBBP» . Молекулярная клетка . 11 (4): 965–76. дои : 10.1016/S1097-2765(03)00115-1 . ПМИД 12718882 .
- ^ Пометун, Максим С; Чекменев Эдуард Юрьевич; Виттеборт, Ричард Дж (2004). «Количественное наблюдение нарушений позвоночника в нативном эластине» . Журнал биологической химии . 279 (9): 7982–7. дои : 10.1074/jbc.M310948200 . ПМИД 14625282 .
- ^ Сигалов, Александр; Айвазян, Дикран; Стерн, Лоуренс (2004). «Гомоолигомеризация цитоплазматического домена цепи ζ-рецептора Т-клеток и других белков, содержащих мотив активации иммунорецептора на основе тирозина». Биохимия . 43 (7): 2049–61. дои : 10.1021/bi035900h . ПМИД 14967045 .
- ^ Дэйви, Норман Э; Траве, Жиль; Гибсон, Тоби Дж (2011). «Как вирусы нарушают регуляцию клеток». Тенденции биохимических наук . 36 (3): 159–69. дои : 10.1016/j.tibs.2010.10.002 . ПМИД 21146412 .
- ^ Лу, Сюй; Хамкало, Барбара; Парсегян, Миссаг Х; Хансен, Джеффри С. (2009). «Функции конденсации хроматина С-концевого домена линкерного гистона опосредованы специфическим аминокислотным составом и внутренним расстройством белка» . Биохимия . 48 (1): 164–72. дои : 10.1021/bi801636y . ПМК 2644900 . ПМИД 19072710 .
- ^ МакБрайант, Стивен Дж; Клоноски, Джошуа; Соренсен, Трой С; Норског, Сара С; Уильямс, Сер; Реш, Майкл Дж; Тумбс, Джеймс А.; Хобди, Сара Э; Хансен, Джеффри С. (2009). «Детерминанты функции N-концевого домена гистона H4 во время олигомеризации нуклеосомного массива» . Журнал биологической химии . 284 (25): 16716–22. дои : 10.1074/jbc.M109.011288 . ПМК 2719306 . ПМИД 19395382 .
- ^ Науд, Жан-Франсуа; Макдафф, Франсуа-Оливье; Сове, Симон; Монтань, Мартин; Уэбб, Брэдли А; Смит, Стивен П; Шабо, Бенуа; Лавин, Пьер (2005). «Структурная и термодинамическая характеристика полного продукта гена p21 Макса». Биохимия . 44 (38): 12746–58. дои : 10.1021/bi0500729 . ПМИД 16171389 .
- ^ Ли, Грегори М; Пуфал, Майлз А; Микер, Чарльз А; Кан, Хён Со; Грейвс, Барбара Дж; Макинтош, Лоуренс П. (2008). «Сродство Ets-1 к ДНК модулируется фосфорилированием посредством временных взаимодействий неструктурированной области» . Журнал молекулярной биологии . 382 (4): 1014–30. дои : 10.1016/j.jmb.2008.07.064 . ПМЦ 4808631 . ПМИД 18692067 .
- ^ Фуксрайтер, Моника; Саймон, Иштван; Бондос, Сара (2011). «Динамическое распознавание белка и ДНК: за пределами видимого». Тенденции биохимических наук . 36 (8): 415–23. дои : 10.1016/j.tibs.2011.04.006 . ПМИД 21620710 .
- ^ Уотсон, Мэтью; Стотт, Кэтрин; Томас, Жан О (2007). «Картирование внутримолекулярных взаимодействий между доменами в HMGB1 с использованием подхода усечения хвоста». Журнал молекулярной биологии . 374 (5): 1286–97. дои : 10.1016/j.jmb.2007.09.075 . ПМИД 17988686 .
- ^ Олсон, Кэти Э; Нараянасвами, Пранеш; Визе, Памела Д; Лоури, Дэвид Ф; Уолд, Марк С; Додрилл, Гэри В. (2005). «Вторичная структура и динамика внутренне неструктурированного линкерного домена». Журнал биомолекулярной структуры и динамики . 23 (2): 113–24. дои : 10.1080/07391102.2005.10507052 . ПМИД 16060685 . S2CID 37429006 .
- ^ Ахмед, Мамду AM; Бамм, Владимир В; Ши, Личи; Штайнер-Мошони, Марта; Доусон, Джон Ф; Браун, Леонид; Харауз, Джордж; Ладижанский, Владимир (2009). «Индуцированная вторичная структура и полиморфизм в внутренне неупорядоченном структурном линкере ЦНС: твердотельный ЯМР и ИК-Фурье-спектроскопия основного белка миелина, связанного с актином» . Биофизический журнал . 96 (1): 180–91. Бибкод : 2009BpJ....96..180A . дои : 10.1016/j.bpj.2008.10.003 . ПМК 2710047 . ПМИД 19134474 .
- ^ Йонкер, Хендрик Р.А.; Вексельбергер, Райнер В; Пинксе, Мартин; Каптейн, Роберт; Фолкерс, Герт Э. (2006). «Постепенное фосфорилирование регулирует функцию коактиватора PC4». Журнал ФЭБС . 273 (7): 1430–44. дои : 10.1111/j.1742-4658.2006.05165.x . HDL : 1874/19762 . ПМИД 16689930 . S2CID 38856641 .
- ^ Цунака, Ясуо; Тога, Джунко; Ямагучи, Хирото; Тейт, Син-Ичи; Хиросе, Сусуму; Морикава, Косуке (2009). «Фосфорилированная внутренне неупорядоченная область FACT маскирует элементы, связывающие нуклеосомную ДНК» . Журнал биологической химии . 284 (36): 24610–21. дои : 10.1074/jbc.M109.001958 . ПМК 2782050 . ПМИД 19605348 .
- ^ Танака, Томоаки; Кавасима, Хиденори; Да, Эдвард Т.Х.; Камитани, Тецу (2003). «Регулирование системы конъюгации NEDD8 с помощью варианта сплайсинга, NUB1L» . Журнал биологической химии . 278 (35): 32905–13. дои : 10.1074/jbc.M212057200 . ПМИД 12816948 .
- ^ Лю, Ин; Мэтьюз, Кэтлин С; Бондос, Сара Э (2008). «Множественные внутренне неупорядоченные последовательности изменяют связывание ДНК с помощью гомеодомена Ultrabithorax дрозофилы белка Hox » . Журнал биологической химии . 283 (30): 20874–87. дои : 10.1074/jbc.M800375200 . ПМЦ 2475714 . ПМИД 18508761 .
- ^ Брайер, К.Дж.; Линч, В.Дж.; Вагнер, GP (2011). «Эволюция производного белок-белкового взаимодействия между HoxA11 и Foxo1a у млекопитающих, вызванная изменениями внутримолекулярной регуляции» . Труды Национальной академии наук . 108 (32): E414–20. Бибкод : 2011PNAS..108E.414B . дои : 10.1073/pnas.1100990108 . ПМК 3156161 . ПМИД 21788518 .