Хеликс-свијок-хеликс

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на прегледникот Прејди на пребарувањето
λ репресорот на бактериофаг ламбда има два хеликс-свијок-хеликс мотиви (лево; зелена боја) за врзување на ДНК (десно; сина и црвена боја).

Хеликс-свијок-хеликс (HTH, од анг. helix-turn-helix) е еден од главните белковински структурни мотиви кои се способни за врзување на ДНК. Секој мономер вклучува два α хеликса, споени преку кратка аминокиселинска нишка, кои се врзуваат за големиот жлеб на ДНК. HTH мотивот се јавува во многу белковини (протеини) кои ја регулираат генската експресија. Не треба да се меша со хеликс-петелка-хеликс мотивот.[1]

Откритие[уреди | уреди извор]

Откритието на хеликс-свијок-хеликс мотивот било на основа на сличностите помеѓу неколку гени кои кодираат регулаторни протеини на транскрипција, од бактериофагот ламбда и Escherichia coli: Cro, CAP (Catabolite activator protein) и λ репресорот. За нив било утврдено дека поседуваат заедничка секвенца од 20-25 аминокиселини, која учествува во препознавањето на ДНК.[2][3][4][5]

Функција[уреди | уреди извор]

Мотивот хеликс-свијок-хеликс е ДНК-врзувачки мотив. Препознавањето и врзувањето на ДНК од страна на хеликс-свијок-хеликс протеините се врши со помош на двата α хеликса, од кои едниот го зафаќа N-терминалниот крај на мотивот, а другиот го зафаќа C-терминалниот крај. Во повеќето случаи, како што е кај Cro репресорот, вториот хеликс најмногу придонесува за препознавањето на ДНК, па оттука често се нарекува „препознавачки хеликс“. Тој се врзува за големиот жлеб на ДНК преку серија на водородни врски и разни ван дер Валсови интеракции со изложените азотни бази. Другиот α хеликс ја стабилизира интеракцијата со ДНК, но не игра некоја особена улога во нејзиното препознавање.[2] Препознавачкиот хеликс и неговиот претходен хеликс секогаш ја имаат истата взаемна ориентација.[6]

Класификација на хеликс-свијок-хеликс мотивите[уреди | уреди извор]

Направени се неколку обиди за да се класифицираат хеликс-свијок-хеликс мотивите врз основа на нивната структура и просторното уредување на нивните хеликси.[6][7][8] Некои од главните типови се опишани подолу.

Ди-хеликсни[уреди | уреди извор]

Ди-хеликсниот хеликс-свијок-хеликс мотив е наједноставниот хеликс-свијок-хеликс мотив. Фрагмент од измазнет хомеодомен, кој ги опфаќа само двата хеликса и свијокот е ултра-брз независно склопувачки протеински домен.[9]

Tри-хеликсни[уреди | уреди извор]

Пример за овој мотив се наоѓа во транскрипциониот активатор Myb.[10]

Тетра-хеликсни[уреди | уреди извор]

Тетра-хеликсниот хеликс-свијок-хеликс мотив има дополнителен C-терминален хеликс, во споредба со три-хеликсните мотиви. Тука се вклучени LuxR-тип на ДНК-врзувачки HTH домен, кој се наоѓа во бактериските транскрипциони фактори, и хеликс-свијок-хеликс мотивот кој се наоѓа во TetR репресорите.[11] Се јавуваат и верзии со дополнителни хеликси.[12]

Крилест хеликс-свијок-хеликс[уреди | уреди извор]

Крилестиот хеликс-свијок-хеликс (wHTH, од анг. winged helix-turn-helix) мотив е изграден од 3-хеликсен сноп и 3 или 4-верижна бета плоча (крило). Топологијата на хеликсите и нишките во wHTH мотивите може да варира. Кај транскрипциониот фактор ETS, wHTH се склопува во хеликс-свијок-хеликс мотив на четири-верижна антипаралелна бета плоча, со редослед α1-β1-β2-α2-α3-β3-β4, каде третиот хеликс служи за препознавање на ДНК.[13][14]

Други модифицирани хеликс-свијок-хеликс мотиви[уреди | уреди извор]

Други деривати на хеликс-свијок-хеликс мотивот ги вклучуваат ДНК-врзувачкиот домен во MarR, регулатор на резистентноста кон повеќе антибиотици, кој формира крилест хеликс-свијок-хеликс, со дополнителен C-терминален алфа хеликс.[8][15]

Поврзано[уреди | уреди извор]

Наводи[уреди | уреди извор]

  1. The helix-turn-helix DNA binding motif. „The Journal of Biological Chemistry“ том  264 (4): 1903–6. февруари 1989 г. PMID 2644244. 
  2. 2,0 2,1 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“ том  79 (5): 1428–32. март 1982 г. doi:10.1073/pnas.79.5.1428. PMID 6951187. 
  3. Structure of the cro repressor from bacteriophage lambda and its interaction with DNA. „Nature“ том  290 (5809): 754–8. април 1981 г. doi:10.1038/290754a0. PMID 6452580. 
  4. Structure of catabolite gene activator protein at 2.9 A resolution suggests binding to left-handed B-DNA. „Nature“ том  290 (5809): 744–9. април 1981 г. doi:10.1038/290744a0. PMID 6261152. 
  5. The operator-binding domain of lambda repressor: structure and DNA recognition. „Nature“ том  298 (5873): 443–7. јули 1982 г. doi:10.1038/298443a0. PMID 7088190. 
  6. 6,0 6,1 Structural classification of HTH DNA-binding domains and protein-DNA interaction modes. „Journal of Molecular Biology“ том  262 (2): 294–313. септември 1996 г. doi:10.1006/jmbi.1996.0514. PMID 8831795. 
  7. Classification of multi-helical DNA-binding domains and application to predict the DBD structures of sigma factor, LysR, OmpR/PhoB, CENP-B, Rapl, and Xy1S/Ada/AraC. „FEBS Letters“ том  372 (2-3): 215–21. септември 1995 г. doi:10.1016/0014-5793(95)00988-L. PMID 7556672. 
  8. 8,0 8,1 The many faces of the helix-turn-helix domain: transcription regulation and beyond. „FEMS Microbiology Reviews“ том  29 (2): 231–62. април 2005 г. doi:10.1016/j.femsre.2004.12.008. PMID 15808743. 
  9. 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“ том  104 (22): 9272–7. мај 2007 г. doi:10.1073/pnas.0703434104. PMID 17517666. PMC: 1890484. http://www.pnas.org/content/104/22/9272.long. 
  10. 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“ том  89 (14): 6428–32. јули 1992 г. doi:10.1073/pnas.89.14.6428. PMID 1631139. 
  11. Structure of the Tet repressor-tetracycline complex and regulation of antibiotic resistance. „Science“ том  264 (5157): 418–20. април 1994 г. doi:10.1126/science.8153629. PMID 8153629. 
  12. Solution structure of the DNA binding domain from Dead ringer, a sequence-specific AT-rich interaction domain (ARID). „The EMBO Journal“ том  18 (21): 6084–94. ноември 1999 г. doi:10.1093/emboj/18.21.6084. PMID 10545119. 
  13. Solution structure of the ETS domain from murine Ets-1: a winged helix-turn-helix DNA binding motif. „The EMBO Journal“ том  15 (1): 125–34. јануари 1996 г. doi:10.2210/pdb1etc/pdb. PMID 8598195. 
  14. The ETS-domain transcription factor family. „The International Journal of Biochemistry & Cell Biology“ том  29 (12): 1371–87. декември 1997 г. doi:10.1016/S1357-2725(97)00086-1. PMID 9570133. 
  15. The crystal structure of MarR, a regulator of multiple antibiotic resistance, at 2.3 A resolution. „Nature Structural Biology“ том  8 (8): 710–4. август 2001 г. doi:10.1038/90429. PMID 11473263. 

Надворешни врски[уреди | уреди извор]