Спіраль-поворот-спіраль
У білках спіраль-поворот-спіраль (HTH) є головним структурним мотивом, здатним зв'язувати ДНК. Кожен мономер містить два спіралі α, з'єднані короткою ланцюгом амінокислот, які зв'язуються з основною канавкою ДНК. Мотив HTH зустрічається у багатьох білках, які регулюють експресію генів. Його не слід плутати з мотивом helix-loop-helix.[1]
Відкриття ред.
Відкриття мотиву helix-turn-helix базувалося на подібності між декількома генами, що кодують регуляторні білки транскрипції з бактеріафага лямбда та кишкової палички: Cro, CAP та репресора λ, для яких було встановлено спільну 20-25 амінокислотну послідовність, полегшує розпізнавання ДНК.[2][3]
Функція ред.
Мотив helix-turn-helix — це мотив, що зв'язує ДНК. Розпізнавання і зв'язування з ДНК білками helix-turn-helix здійснюється двома α-спіралями, один займає N-кінцевий кінець мотиву, а другий на C-кінці. У більшості випадків, наприклад, у репресора Cro, друга спіраль найбільше сприяє розпізнаванню ДНК, і тому її часто називають «спіраллю розпізнавання». Він пов'язується з основною канавкою ДНК через низку водневих зв'язків та різних взаємодій Ван-дер-Ваальса з відкритими базами. Інша спіраль α стабілізує взаємодію білка і ДНК, але не відіграє особливо сильної ролі в його розпізнаванні. Спіраль розпізнавання та її попередня спіраль завжди мають однакову відносну орієнтацію.[2]
Класифікація ред.
Було зроблено кілька спроб класифікації мотивів спіраль-поворот-спіраль на основі їх структури та просторового розташування їх спіралей. Деякі основні типи описані нижче.[3]
Ді-спіраль ред.
Мотив ді-спіраль-спіраль-поворот-спіраль — це найпростіший мотив helix-turn-helix. Фрагмент вбудованого гомеодомену, що охоплює лише дві спіралі і надзвичайно швидко утворюється незалежно від складності білка.[4]
Триспіральний ред.
Приклад цього мотиву знаходимо в активаторі транскрипції Myb.[5]
Тетра-спіральний ред.
Мотив тетра-спіральної спіралі-повороту-спіралі має додаткову С-кінцеву спіраль порівняно з три-спіральними мотивами. До них належать ДНК-зв'язуючий домен HTH типу LuxR, виявлений у факторах транскрипції бактерій, і мотив helix-turn-helix, знайдений у репресорах TetR. Також зустрічаються багатоспіральні версії з додатковими спіралями.
Крилатий спіраль-поворот-спіраль ред.
Крилатий мотив крила-повороту-спіралі (wHTH) утворений 3-спіральним пучком та 3-х або 4-х нитковим бета-аркушем (крилом). Топологія спіралей і ниток в мотивах wHTH може відрізнятися.[6]
Інші модифіковані мотиви спіралі-повороту-спіралі ред.
Інші похідні мотиву helix-turn-helix включають домен, що зв'язує ДНК, знайдений у MarR, регулятор множинної стійкості до антибіотиків, який утворює крилату спіраль-поворот-спіраль з додатковою спіраллю C-кінцевою альфа.
Примітки ред.
- ↑ Brennan, R. G.; Matthews, B. W. (5 лютого 1989). The helix-turn-helix DNA binding motif. The Journal of Biological Chemistry. Т. 264, № 4. с. 1903—1906. ISSN 0021-9258. PMID 2644244. Архів оригіналу за 20 серпня 2019. Процитовано 22 грудня 2019.
- ↑ а б Matthews, B W; Ohlendorf, D H; Anderson, W F; Takeda, Y (1982-03). Structure of the DNA-binding region of lac repressor inferred from its homology with cro repressor. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Т. 79, № 5. с. 1428—1432. ISSN 0027-8424. PMID 6951187. Процитовано 22 грудня 2019.
- ↑ а б Pfam: Family: HTH_Tnp_1 (PF01527). pfam.xfam.org. Архів оригіналу за 5 січня 2020. Процитовано 22 грудня 2019.
- ↑ Religa, Tomasz L.; Johnson, Christopher M.; Vu, Dung M.; Brewer, Scott H.; Dyer, R. Brian; Fersht, Alan R. (29 травня 2007). The helix–turn–helix motif as an ultrafast independently folding domain: The pathway of folding of Engrailed homeodomain. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Т. 104, № 22. с. 9272—9277. doi:10.1073/pnas.0703434104. ISSN 0027-8424. PMC 1890484. PMID 17517666. Процитовано 22 грудня 2019.
- ↑ Ogata, K; Hojo, H; Aimoto, S; Nakai, T; Nakamura, H; Sarai, A; Ishii, S; Nishimura, Y (15 липня 1992). Solution structure of a DNA-binding unit of Myb: a helix-turn-helix-related motif with conserved tryptophans forming a hydrophobic core. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Т. 89, № 14. с. 6428—6432. ISSN 0027-8424. PMID 1631139. Процитовано 22 грудня 2019.
- ↑ Donaldson, L W; Petersen, J M; Graves, B J; McIntosh, L P (2 січня 1996). Solution structure of the ETS domain from murine Ets-1: a winged helix-turn-helix DNA binding motif. The EMBO Journal. Т. 15, № 1. с. 125—134. ISSN 0261-4189. PMID 8598195. Процитовано 22 грудня 2019.