Motiv "spiral-sväng-spiral"

Helix -Turn-Helix ( HTH-motiv) är ett motiv i proteiner som kan interagera med DNA .  Den består av två α-helixar förbundna med en kort kedja av aminosyror och är en del av många proteiner som reglerar genuttryck . Ej att förväxla med helix -loop-helix- domän [ 1 ] . 

Upptäckt

Motivet upptäcktes under analysen av likheter i ett antal gener som kodar för proteiner-regulatorer för transkription av lambda-fag och Escherichia coli : Cro, CAP och λ-repressor , i vilka 20-25 aminosyrasekvenser involverade i DNA-igenkänning hittades [ 2] [3] [ 4] [5] .

Funktioner

Helix-turn-helix-motivet binder DNA. Igenkänning och bindning tillhandahålls av två alfaspiraler, varav den ena är belägen vid N-änden av motivet, den andra vid C-änden. I de flesta fall, som i Cro-repressorn, är den andra helixen involverad i DNA-igenkänning och kallas ofta för "igenkänningshelixen". Det binder till DNA-huvudspåret genom en serie vätebindningar och olika van der Waals-interaktioner med exponerade baser. En annan α-helix stabiliserar interaktionen mellan proteinet och DNA, men spelar inte en särskilt viktig roll i dess igenkänning [2] Båda helixarna har alltid samma orientering i förhållande till varandra [6] .

Klassificering

Ett antal försök har gjorts att klassificera motiv utifrån strukturen och den rumsliga organisationen av deras spiraler [6] [7] [8] . Några av huvudtyperna beskrivs nedan.

• Dubbel spiral - är det enklaste alternativet. Ett fragment av Engrailed homeodomän som endast omfattade de två helixarna och svängen visade sig vara en ultrasnabb, oberoende vikning av proteindomän [9] .

• Tre-spiral. Ett exempel på proteiner med en sådan domänvariant är transkriptionsaktivatorn Myb [10] .

• Fyrspiral. De har en extra C-terminal alfahelix i sin sammansättning, jämfört med den tresträngade versionen. Denna typ inkluderar LuxR-typ DNA-bindande HTH-domän som finns i bakteriella transkriptionsfaktorer och HTH-motiv av TetR-repressorer [11] . det finns även versioner med extra spolar [12] .

• Bevingad spiral-sväng-spiral. wHTH-domän ( eng.  winged helix-turn-helix ) är en variant som inkluderar 3 alfahelixar och 3-4 betablad ( eng.  wing ). Det inbördes arrangemanget av spiraler och ark kan variera. I transkriptionsfaktorn ETC är wHTH-domänen för alfa-helixen och beta-arken ordnade i ordningen α1-β1-β2-α2-α3-β3-β4, där den tredje alfa-helixen är ansvarig för DNA-igenkänning [13 ] [14] .

Se även

• Zinkfinger
• Homeodomän

Anteckningar

1. ↑ Brennan RG, Matthews BW Det helix-turn-helix DNA-bindande motivet. (engelska)  // J Biol Chem  : tidskrift. - 1989. - Vol. 264 , nr. 4 . - S. 1903-1906 . — PMID 2644244 .
2. ↑ 1 2 Matthews BW, Ohlendorf DH, Anderson WF, Takeda Y. Strukturen för den DNA-bindande regionen av lac-repressorn härleds från dess homologi med cro-repressor. (engelska)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : tidskrift. - 1982. - Vol. 79 , nr. 5 . - P. 1428-1432 . - doi : 10.1073/pnas.79.5.1428 . — PMID 6951187 .
3. ↑ Anderson WF, Ohlendorf DH, Takeda Y., Matthews BW Struktur av cro-repressorn från bakteriofag lambda och dess interaktion med DNA. (engelska)  // Natur: journal. - 1981. - Vol. 290 , nr. 5809 . - s. 754-758 . - doi : 10.1038/290754a0 . — PMID 6452580 .
4. ↑ McKay DB, Steitz TA Struktur av katabolitgenaktivatorprotein vid 2,9 En upplösning antyder bindning till vänsterhänt B-DNA. (engelska)  // Natur: journal. - 1981. - Vol. 290 , nr. 5809 . - s. 744-749 . - doi : 10.1038/290744a0 . — PMID 6261152 .
5. ↑ Pabo CO, Lewis M. Den operatörsbindande domänen av lambda-repressor: struktur och DNA-igenkänning. (engelska)  // Natur: journal. - 1982. - Vol. 298 , nr. 5873 . - S. 443-447 . - doi : 10.1038/298443a0 . — PMID 7088190 .
6. ↑ 1 2 Wintjens R., Rooman M. Strukturell klassificering av HTH-DNA-bindande domäner och protein-DNA-interaktionssätt.  (engelska)  // J Mol Biol : journal. - 1996. - Vol. 262 , nr. 2 . - s. 294-313 . - doi : 10.1006/jmbi.1996.0514 . — PMID 8831795 .
7. ↑ Suzuki M., Brenner SE Klassificering av multihelix-DNA-bindande domäner och tillämpning för att förutsäga DBD-strukturerna för sigmafaktor, LysR, OmpR/PhoB, CENP-B, Rapl och Xy1S/Ada/AraC. (engelska)  // FEBS Lett : journal. - 1995. - Vol. 372 , nr. 2-3 . - S. 215-221 . - doi : 10.1016/0014-5793(95)00988-L . — PMID 7556672 .
8. ↑ Aravind L., Anantharaman V., Balaji S., Babu MM, Iyer LM De många ansiktena på helix-turn-helix-domänen: transkriptionsreglering och bortom.  (engelska)  // FEMS Microbiol Rev : journal. - 2005. - Vol. 29 , nr. 2 . - s. 231-262 . - doi : 10.1016/j.femsre.2004.12.008 . — PMID 15808743 .
9. ↑ Religa TL, Johnson CM, Vu DM, Brewer SH, Dyer RB, Fersht AR Helix-turn-helix-motivet som en ultrasnabb, oberoende vikningsdomän: vägen för vikning av Engrailed homeodomän.  (engelska)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : tidskrift. - 2007. - Vol. 104 , nr. 22 . - P. 9272-9277 . - doi : 10.1073/pnas.0703434104 . — PMID 17517666 . Arkiverad från originalet den 24 september 2015.
10. ↑ Ogata K., Hojo H., Aimoto S., Nakai T., Nakamura H., Sarai A., et al. Lösningsstruktur för en DNA-bindande enhet av Myb: ett helix-turn-helix-relaterat motiv med konserverade tryptofaner som bildar en hydrofob kärna. (engelska)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : tidskrift. - 1992. - Vol. 89 , nr. 14 . - P. 6428-6432 . - doi : 10.1073/pnas.89.14.6428 . — PMID 1631139 .
11. ↑ Hinrichs W., Kisker C., Düvel M., Müller A., ​​​​Tovar K., Hillen W., et al. Struktur av Tet-repressor-tetracyklinkomplexet och reglering av antibiotikaresistens. (engelska)  // Vetenskap: tidskrift. - 1994. - Vol. 264 , nr. 5157 . - s. 418-420 . - doi : 10.1126/science.8153629 . — PMID 8153629 .
12. ↑ Iwahara J., Clubb RT Lösningsstruktur för den DNA-bindande domänen från Dead ringer, en sekvensspecifik AT-rik interaktionsdomän (ARID). (engelska)  // EMBO J : journal. - 1999. - Vol. 18 , nr. 21 . - P. 6084-6094 . - doi : 10.1093/emboj/18.21.6084 . — PMID 10545119 .
13. ↑ Donaldson LW, Petersen JM, Graves BJ, McIntosh LP Lösningsstruktur för ETS-domänen från murin Ets-1: ett bevingat helix-turn-helix DNA-bindande motiv  // EMBO  J. : journal. - 1996. - Vol. 15 , nr. 1 . - S. 125-134 . - doi : 10.2210/pdb1etc/pdb . — PMID 8598195 .
14. ↑ Sharrocks AD, Brown AL, Ling Y., Yates PR The ETS-domain transcription factor  family //  Int . J Biochem. Cell biol. : journal. - 1997. - Vol. 29 , nr. 12 . - P. 1371-1387 . - doi : 10.1016/S1357-2725(97)00086-1 . — PMID 9570133 .