Motiv "spiral-drej-spiral"

Helix -Turn-Helix ( HTH-motiv) er et motiv i proteiner , der kan interagere med DNA .  Det består af to α-helixer forbundet med en kort kæde af aminosyrer og er en del af mange proteiner, der regulerer genekspression . Må ikke forveksles med helix -loop-helix domæne [ 1 ] . 

Discovery

Motivet blev opdaget under analysen af ​​ligheder i en række gener, der koder for proteiner-regulatorer for transkription af lambda-fag og Escherichia coli : Cro, CAP og λ-repressor , hvori 20-25 aminosyresekvenser involveret i DNA-genkendelse blev fundet [ 2] [3] [ 4] [5] .

Funktioner

Helix-turn-helix-motivet binder DNA. Genkendelse og binding tilvejebringes af to alfa-helixer, hvoraf den ene er placeret ved motivets N-terminale ende, den anden ved C-terminalen. I de fleste tilfælde, såsom i Cro-repressoren, er den anden helix involveret i DNA-genkendelse og omtales ofte som "genkendelseshelixen". Det binder sig til DNA-hovedrillen gennem en række hydrogenbindinger og forskellige van der Waals-interaktioner med udsatte baser. En anden α-helix stabiliserer interaktionen mellem proteinet og DNA, men spiller ikke en særlig vigtig rolle i dets genkendelse [2] Begge helixer har altid samme orientering i forhold til hinanden [6] .

Klassifikation

Der er gjort en række forsøg på at klassificere motiver ud fra strukturen og den rumlige organisering af deres spiraler [6] [7] [8] . Nogle af hovedtyperne er beskrevet nedenfor.

• Dobbelt spiral - er den enkleste mulighed. Et fragment af Engrailed homeodomæne, der kun omfatter de to helixer, og vendingen viste sig at være et ultrahurtigt uafhængigt foldeproteindomæne [9] .

• Tre-spiral. Et eksempel på proteiner med en sådan domænevariant er transkriptionsaktivatoren Myb [10] .

• Fire-spiral. De har en ekstra C-terminal alfa-helix i deres sammensætning sammenlignet med den trestrengede version. Denne type inkluderer LuxR-type DNA-bindende HTH-domæne fundet i bakterielle transkriptionsfaktorer og HTH-motiver af TetR-repressorer [11] . der er også versioner med ekstra spoler [12] .

• Bevinget spiral-dreje-spiral. wHTH domæne ( eng.  winged helix-turn-helix ) er en variant, der omfatter 3 alpha helixes og 3-4 beta sheets ( eng.  wing ). Det indbyrdes arrangement af spiraler og plader kan variere. I transkriptionsfaktoren ETC er wHTH-domænet af alfa-helix og beta-ark arrangeret i rækkefølgen α1-β1-β2-α2-α3-β3-β4, hvor den tredje alfa-helix er ansvarlig for DNA-genkendelse [13 ] [14] .

Se også

• Zink finger
• Homeodomæne

Noter

1. ↑ Brennan RG, Matthews BW Helix-turn-helix DNA-bindingsmotivet. (engelsk)  // J Biol Chem  : tidsskrift. - 1989. - Bd. 264 , nr. 4 . - S. 1903-1906 . — PMID 2644244 .
2. ↑ 1 2 Matthews BW, Ohlendorf DH, Anderson WF, Takeda Y. Strukturen af ​​den DNA-bindende region af lac-repressor udledt af dens homologi med cro-repressor. (engelsk)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 1982. - Bd. 79 , nr. 5 . - S. 1428-1432 . - doi : 10.1073/pnas.79.5.1428 . — PMID 6951187 .
3. ↑ Anderson WF, Ohlendorf DH, Takeda Y., Matthews BW Struktur af cro-repressoren fra bakteriofag lambda og dens interaktion med DNA. (engelsk)  // Natur: journal. - 1981. - Bd. 290 , nr. 5809 . - s. 754-758 . - doi : 10.1038/290754a0 . — PMID 6452580 .
4. ↑ McKay DB, Steitz TA Struktur af katabolitgenaktivatorprotein ved 2,9 En opløsning antyder binding til venstrehåndet B-DNA. (engelsk)  // Natur: journal. - 1981. - Bd. 290 , nr. 5809 . - s. 744-749 . - doi : 10.1038/290744a0 . — PMID 6261152 .
5. ↑ Pabo CO, Lewis M. Det operatørbindende domæne af lambda-repressor: struktur og DNA-genkendelse. (engelsk)  // Natur: journal. - 1982. - Bd. 298 , nr. 5873 . - S. 443-447 . - doi : 10.1038/298443a0 . — PMID 7088190 .
6. ↑ 1 2 Wintjens R., Rooman M. Strukturel klassifikation af HTH DNA-bindende domæner og protein-DNA interaktionsmåder.  (engelsk)  // J Mol Biol : journal. - 1996. - Bd. 262 , nr. 2 . - S. 294-313 . - doi : 10.1006/jmbi.1996.0514 . — PMID 8831795 .
7. ↑ Suzuki M., Brenner SE Klassifikation af multi-spiralformet DNA-bindende domæner og anvendelse til at forudsige DBD-strukturerne af sigmafaktor, LysR, OmpR/PhoB, CENP-B, Rapl og Xy1S/Ada/AraC. (engelsk)  // FEBS Lett : journal. - 1995. - Bd. 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 mange ansigter af helix-turn-helix-domænet: transkriptionsregulering og videre.  (engelsk)  // FEMS Microbiol Rev : tidsskrift. - 2005. - Bd. 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 et ultrahurtigt uafhængigt foldedomæne: foldningsvejen for Engrailed homeodomæne.  (engelsk)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 2007. - Bd. 104 , nr. 22 . - P. 9272-9277 . - doi : 10.1073/pnas.0703434104 . — PMID 17517666 . Arkiveret fra originalen den 24. september 2015.
10. ↑ Ogata K., Hojo H., Aimoto S., Nakai T., Nakamura H., Sarai A., et al. Opløsningsstruktur af en DNA-bindende enhed af Myb: et helix-turn-helix-relateret motiv med konserverede tryptofaner, der danner en hydrofob kerne. (engelsk)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 1992. - Bd. 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 af Tet-repressor-tetracyclin-komplekset og regulering af antibiotikaresistens. (engelsk)  // Videnskab: tidsskrift. - 1994. - Bd. 264 , nr. 5157 . - S. 418-420 . - doi : 10.1126/science.8153629 . — PMID 8153629 .
12. ↑ Iwahara J., Clubb RT Solution-struktur af DNA-bindingsdomænet fra Dead ringer, et sekvensspecifikt AT-rigt interaktionsdomæne (ARID). (engelsk)  // EMBO J : journal. - 1999. - Bd. 18 , nr. 21 . - P. 6084-6094 . - doi : 10.1093/emboj/18.21.6084 . — PMID 10545119 .
13. ↑ Donaldson LW, Petersen JM, Graves BJ, McIntosh LP Løsningsstruktur af ETS-domænet fra murine Ets-1: a winged helix-turn-helix DNA-bindingsmotiv  // EMBO  J. : journal. - 1996. - Bd. 15 , nr. 1 . - S. 125-134 . - doi : 10.2210/pdb1etc/pdb . — PMID 8598195 .
14. ↑ Sharrocks AD, Brown AL, Ling Y., Yates PR ETS-domænets transkriptionsfaktorfamilie  //  Int . J Biochem. Celle biol. : journal. - 1997. - Bd. 29 , nr. 12 . - S. 1371-1387 . - doi : 10.1016/S1357-2725(97)00086-1 . — PMID 9570133 .