Завојница-свијок-завојница

Завојница-свиок-завојница (HTH, од анг. helix-turn-helix) — еден од главните белковински структурни мотиви кои се способни за врзување на ДНК. Секој мономер вклучува две α-завојници, споени преку кратка аминокиселинска нишка, кои се врзуваат за големиот жлеб на ДНК. HTH мотивот се јавува во многу белковини кои ја регулираат генската експресија. Не треба да се меша со завојница-петелка-завојница мотивот.^[1]

Откритие

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

Функција

Мотивот завојница-свиок-завојница е ДНК-врзувачки мотив. Препознавањето и врзувањето на ДНК од страна на завојница-свиок-завојница белковините се врши со помош на двете α-завојници, 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, втората завојница најмногу придонесува за препознавањето на ДНК, па оттука често се нарекува „препознавачка завојница“. Тој се врзува за големиот жлеб на ДНК преку серија на водородни врски и разни ван дер Валсови интеракции со изложените азотни бази. Другата α-завојница ја стабилизира интеракцијата со ДНК, но не игра некоја особена улога во нејзиното препознавање.^[2] Препознавачката завојница и нејзината претходна завојница секогаш ја имаат истата взаемна ориентација.^[6]

Класификација на завојница-свиок-завојница мотивите

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

Двозавојни

Двозавојниот завојница-свиок-завојница мотив е наједноставниот завојница-свиок-завојница мотив. Фрагмент од измазнет хомеодомен, кој ги опфаќа само двете завојници и свиокот е ултра-брз независно склопувачки белковински домен.^[9]

Tризавојни

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

Четиризавојни

Четиризавојниот завојница-свиок-завојница мотив има дополнителен C-конечна завојница, во споредба со тризавојни мотиви. Тука се вклучени LuxR-тип на ДНК-врзувачки HTH домен, кој се наоѓа во бактериските транскрипциони фактори, и завојница-свиок-завојница мотивот кој се наоѓа во TetR репресорите.^[11] Се јавуваат и верзии со дополнителни завојници.^[12]

Крилест завојница-свиок-завојница

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

Други изменети завојница-свиок-завојница мотиви

Други деривати на завојница-свиок-завојница мотивот ги вклучуваат ДНК-врзувачкиот домен во MarR, регулатор на резистентноста кон повеќе антибиотици, кој формира крилест завојница-свиок-завојница, со дополнителна C-конечна алфа-завојница.^[8]^[15]

Поврзано

Наводи

↑ „The helix-turn-helix DNA binding motif“. The Journal of Biological Chemistry. 264 (4): 1903–6. February 1989. PMID 2644244.
↑ ^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. 79 (5): 1428–32. March 1982. doi:10.1073/pnas.79.5.1428. PMC 345986. PMID 6951187.
↑ „Structure of the cro repressor from bacteriophage lambda and its interaction with DNA“. Nature. 290 (5809): 754–8. April 1981. doi:10.1038/290754a0. PMID 6452580.
↑ „Structure of catabolite gene activator protein at 2.9 A resolution suggests binding to left-handed B-DNA“. Nature. 290 (5809): 744–9. April 1981. doi:10.1038/290744a0. PMID 6261152.
↑ „The operator-binding domain of lambda repressor: structure and DNA recognition“. Nature. 298 (5873): 443–7. July 1982. doi:10.1038/298443a0. PMID 7088190.
↑ ^6,0 ^6,1 „Structural classification of HTH DNA-binding domains and protein-DNA interaction modes“. Journal of Molecular Biology. 262 (2): 294–313. September 1996. doi:10.1006/jmbi.1996.0514. PMID 8831795.
↑ „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. 372 (2–3): 215–21. September 1995. doi:10.1016/0014-5793(95)00988-L. PMID 7556672.
↑ ^8,0 ^8,1 „The many faces of the helix-turn-helix domain: transcription regulation and beyond“. FEMS Microbiology Reviews. 29 (2): 231–62. April 2005. doi:10.1016/j.femsre.2004.12.008. PMID 15808743.
↑ „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. 104 (22): 9272–7. May 2007. doi:10.1073/pnas.0703434104. PMC 1890484. PMID 17517666. Архивирано од изворникот на 2015-09-24. Посетено на 2018-11-27.
↑ „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. 89 (14): 6428–32. July 1992. doi:10.1073/pnas.89.14.6428. PMC 49514. PMID 1631139.
↑ „Structure of the Tet repressor-tetracycline complex and regulation of antibiotic resistance“. Science. 264 (5157): 418–20. April 1994. doi:10.1126/science.8153629. PMID 8153629.
↑ „Solution structure of the DNA binding domain from Dead ringer, a sequence-specific AT-rich interaction domain (ARID)“. The EMBO Journal. 18 (21): 6084–94. November 1999. doi:10.1093/emboj/18.21.6084. PMC 1171673. PMID 10545119.
↑ „Solution structure of the ETS domain from murine Ets-1: a winged helix-turn-helix DNA binding motif“. The EMBO Journal. 15 (1): 125–34. January 1996. doi:10.2210/pdb1etc/pdb. PMC 449924. PMID 8598195.
↑ „The ETS-domain transcription factor family“. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 29 (12): 1371–87. December 1997. doi:10.1016/S1357-2725(97)00086-1. PMID 9570133.
↑ „The crystal structure of MarR, a regulator of multiple antibiotic resistance, at 2.3 A resolution“. Nature Structural Biology. 8 (8): 710–4. August 2001. doi:10.1038/90429. PMID 11473263.

Надворешни врски

Завојница-свиок-завојница мотив, lambda-сличен репресор, од EMBL (англиски)
Full PDB entry for PDB ID 1LMB (англиски)
Cro/C1-type HTH domain, more HTHs^{[мртва врска]} in PROSITE (англиски)

[pmid2644244-1] „The helix-turn-helix DNA binding motif“. The Journal of Biological Chemistry. 264 (4): 1903–6. February 1989. PMID 2644244.

[pmid6951187-2] 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. 79 (5): 1428–32. March 1982. doi:10.1073/pnas.79.5.1428. PMC 345986. PMID 6951187.

[pmid6452580-3] „Structure of the cro repressor from bacteriophage lambda and its interaction with DNA“. Nature. 290 (5809): 754–8. April 1981. doi:10.1038/290754a0. PMID 6452580.

[pmid6261152-4] „Structure of catabolite gene activator protein at 2.9 A resolution suggests binding to left-handed B-DNA“. Nature. 290 (5809): 744–9. April 1981. doi:10.1038/290744a0. PMID 6261152.

[pmid7088190-5] „The operator-binding domain of lambda repressor: structure and DNA recognition“. Nature. 298 (5873): 443–7. July 1982. doi:10.1038/298443a0. PMID 7088190.

[pmid8831795-6] 6,0 ^6,1 „Structural classification of HTH DNA-binding domains and protein-DNA interaction modes“. Journal of Molecular Biology. 262 (2): 294–313. September 1996. doi:10.1006/jmbi.1996.0514. PMID 8831795.

[pmid7556672-7] „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. 372 (2–3): 215–21. September 1995. doi:10.1016/0014-5793(95)00988-L. PMID 7556672.

[pmid15808743-8] 8,0 ^8,1 „The many faces of the helix-turn-helix domain: transcription regulation and beyond“. FEMS Microbiology Reviews. 29 (2): 231–62. April 2005. doi:10.1016/j.femsre.2004.12.008. PMID 15808743.

[pmid17517666-9] „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. 104 (22): 9272–7. May 2007. doi:10.1073/pnas.0703434104. PMC 1890484. PMID 17517666. Архивирано од изворникот на 2015-09-24. Посетено на 2018-11-27.

[pmid1631139-10] „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. 89 (14): 6428–32. July 1992. doi:10.1073/pnas.89.14.6428. PMC 49514. PMID 1631139.

[pmid8153629-11] „Structure of the Tet repressor-tetracycline complex and regulation of antibiotic resistance“. Science. 264 (5157): 418–20. April 1994. doi:10.1126/science.8153629. PMID 8153629.

[pmid10545119-12] „Solution structure of the DNA binding domain from Dead ringer, a sequence-specific AT-rich interaction domain (ARID)“. The EMBO Journal. 18 (21): 6084–94. November 1999. doi:10.1093/emboj/18.21.6084. PMC 1171673. PMID 10545119.

[pmid8598195-13] „Solution structure of the ETS domain from murine Ets-1: a winged helix-turn-helix DNA binding motif“. The EMBO Journal. 15 (1): 125–34. January 1996. doi:10.2210/pdb1etc/pdb. PMC 449924. PMID 8598195.

[pmid9570133-14] „The ETS-domain transcription factor family“. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 29 (12): 1371–87. December 1997. doi:10.1016/S1357-2725(97)00086-1. PMID 9570133.

[pmid11473263-15] „The crystal structure of MarR, a regulator of multiple antibiotic resistance, at 2.3 A resolution“. Nature Structural Biology. 8 (8): 710–4. August 2001. doi:10.1038/90429. PMID 11473263.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]