WikiDer > Базовая спираль-петля-спираль

Basic helix-loop-helix
Не путать с спираль-поворот-спираль домены, мотив, похожий по форме и функции.
основная спираль-петля-спираль ДНК-связывающий домен
Базовая спиральная петля helix.png
Основной структурный мотив спираль-петля-спираль ARNT. Два α-спирали (синие) соединены коротким петля (красный).[1]
Идентификаторы
СимволbHLH
PfamPF00010
ИнтерПроIPR001092
УМНАЯSM00353
PROSITEPDOC00038
SCOP21мды / Объем / СУПФАМ
CDDcd00083

А основная спираль-петля-спираль (bHLH) это белок структурный мотив что характеризует одно из крупнейших семейств димеризующихся факторы транскрипции.[2][3][4][5]

Факторы транскрипции bHLH часто играют важную роль в развитии или клеточной активности. Во-первых, BMAL1-Clock - это основной транскрипционный комплекс в молекулярной циркадные часы. Другие гены, например c-Myc и HIF-1, были связаны с рак из-за их влияния на рост клеток и метаболизм.

Структура

Мотив характеризуется двумя α-спирали связаны петля. Как правило, факторы транскрипции, включая этот домен, являются димерный, каждая с одной спиралью, содержащей базовый аминокислота остатки, облегчающие ДНК привязка.[6] Как правило, одна спираль меньше по размеру и из-за гибкости петли позволяет димеризоваться за счет сворачивания и упаковки по отношению к другой спирали. Более крупная спираль обычно содержит ДНК-связывающие области. Белки bHLH обычно связываются с консенсусная последовательность называется Электронная коробка, CANNTG.[7] Канонический Электронная коробка это CACGTG (палиндромный), однако некоторые факторы транскрипции bHLH, особенно факторы bHLH-PAS family, связываются с родственными непалиндромными последовательностями, которые похожи на E-box. ТФ bHLH могут гомодимеризоваться или гетеродимеризоваться с другими ТФ bHLH и образовывать большое количество димеров, каждый из которых имеет определенные функции.[8]

Примеры

Филогенетический анализ показал, что белки bHLH делятся на 6 основных групп, обозначенных буквами от A до F. [9] Примеры факторов транскрипции, содержащих bHLH, включают:

Группа А

Группа B

Группа C

Эти белки содержат два дополнительных PAS домены после домена bHLH.

Группа D

Группа E

Группа F

Эти белки содержат дополнительный домен COE.

Регулирование

Поскольку многие bHLH факторы транскрипции гетеродимерные,[8] их активность часто сильно регулируется димеризацией субъединиц. Экспрессия или доступность одной субъединицы часто контролируется, тогда как другая субъединица экспрессируется конститутивно. Многие известные регуляторные белки, такие как Дрозофила Extramacrochaetae белка, имеют структуру спираль-петля-спираль, но не имеют основной области, что делает их неспособными связываться с ДНК самостоятельно. Однако они способны образовывать гетеродимеры с белками, имеющими структуру bHLH, и инактивируют их способность как факторы транскрипции.[10]

История

  • 1989: Мюрр и др. показали, что димеры различных белков bHLH связываются с коротким мотивом ДНК (позже названным Электронная коробка).[11] Этот электронный ящик состоит из ДНК последовательность CANNTG, где N может быть любым нуклеотид.[7]
  • 1994: Харрисон[12] и Пабо[13] группы кристаллизуют белки bHLH, связанные с E-боксами, демонстрируя, что параллельная петля мотива пучка из 4 спиралей ориентирует основные последовательности для взаимодействия со специфическими нуклеотидами в большой бороздке E-бокса.
  • 1994: Wharton et al. идентифицировали асимметричные E-боксы, связанные подмножеством белков bHLH с доменами PAS (белки bHLH-PAS), включая Single-minded (Sim) и рецептор ароматических углеводородов.[14]
  • 1995: Группа Семенцы идентифицирует фактор, индуцируемый гипоксией (HIF), как гетеродимер bHLH-PAS, который связывает родственный асимметричный E-бокс.[15]
  • 2009: Роща, Де Маси и другие.идентифицировали новые короткие мотивы ДНК, связанные с субпопуляцией белков bHLH, которые они определили как «E-box-подобные последовательности». Они имеют форму CAYRMK, где Y означает C или T, R представляет собой A или G, M представляет собой A или C, а K представляет собой G или T.[16]

Белки человека с ДНК-связывающим доменом спираль-петля-спираль

AHR; AHRR; ARNT; ARNT2; ARNTL; ARNTL2; ASCL1; ASCL2;ASCL3; ASCL4; ATOH1; ATOH7; ATOH8; BHLHB2; BHLHB3; BHLHB4;BHLHB5; BHLHB8; ЧАСЫ; EPAS1; FERD3L; FIGLA; HAND1; HAND2;HES1; HES2; HES3; HES4; HES5; HES6; HES7; HEY1;HEY2; HIF1A; ID1; ID2; ID3; ID4; KIAA2018; LYL1;МАШ1; MATH2; МАКСИМУМ; MESP1; MESP2; MIST1; MITF; MLX; MLXIP;MLXIPL; MNT; МСК; MSGN1; MXD1; MXD3; MXD4; MXI1;МОЙ С; MYCL1; MYCL2; MYCN; MYF5; MYF6; MYOD1; МИОГ;NCOA1; NCOA3; NEUROD1; NEUROD2; NEUROD4; NEUROD6; NEUROG1; NEUROG2;NEUROG3; NHLH1; NHLH2; NPAS1; NPAS2; NPAS3; NPAS4; OAF1; OLIG1;OLIG2; OLIG3; PTF1A; SCL; SCXB; SIM1; SIM2; SOHLH1;SOHLH2; SREBF1; SREBF2; TAL1; TAL2; TCF12; TCF15; TCF21;TCF3; TCF4; TCFL5; TFAP4; TFE3; TFEB; TFEC; TWIST1;TWIST2; USF1; USF2;

Рекомендации

  1. ^ PDB: 1x0o​; Карточка PB, Erbel PJ, Gardner KH (октябрь 2005 г.). «Структурная основа димеризации ARNT PAS-B: использование общего интерфейса бета-листа для гетеро- и гомодимеризации». J. Mol. Биол. 353 (3): 664–77. Дои:10.1016 / j.jmb.2005.08.043. PMID 16181639.
  2. ^ Мюрре С., Бейн Дж., Ван Дейк М.А., Энгель И., Фурнари Б.А., Массари М.Э., Мэтьюз Дж. Р., Куонг М. В., Ривера Р. Р., Стювер М. Х. (июнь 1994 г.). «Структура и функция белков спираль-петля-спираль». Биохим. Биофиз. Acta. 1218 (2): 129–35. Дои:10.1016/0167-4781(94)90001-9. PMID 8018712.
  3. ^ Литтлвуд Т. Д., Эван Г. И. (1995). «Факторы транскрипции 2: спираль-петля-спираль». Белковый профиль. 2 (6): 621–702. PMID 7553065.
  4. ^ Massari ME, Murre C (январь 2000 г.). «Белки спирали-петли-спирали: регуляторы транскрипции в эукариотических организмах». Мол. Клетка. Биол. 20 (2): 429–40. Дои:10.1128 / MCB.20.2.429-440.2000. ЧВК 85097. PMID 10611221.
  5. ^ Amoutzias, Grigoris D .; Робертсон, Дэвид Л .; Ван де Пер, Ив; Оливер, Стивен Г. (01.05.2008). «Выбери себе партнеров: димеризация в факторах транскрипции эукариот». Тенденции в биохимических науках. 33 (5): 220–229. Дои:10.1016 / j.tibs.2008.02.002. ISSN 0968-0004. PMID 18406148.
  6. ^ Лоуренс Зипурски; Арнольд Берк; Монти Кригер; Дарнелл, Джеймс Э .; Лодиш, Харви Ф .; Кайзер, Крис; Мэтью П. Скотт; Мацудаира, Пол Т. (22 августа 2003 г.). Пакет McGill Lodish 5E - молекулярная клеточная биология и код активации McGill. Сан-Франциско: В. Х. Фриман. ISBN 0-7167-8635-4.
  7. ^ а б Чаудхари Дж., Скиннер МК (1999). «Основные белки спираль-петля-спираль могут действовать на E-box внутри элемента сывороточного ответа промотора c-fos, чтобы влиять на индуцированную гормонами активацию промотора в клетках Сертоли». Мол. Эндокринол. 13 (5): 774–86. Дои:10.1210 / исправление.13.5.0271. PMID 10319327.
  8. ^ а б Amoutzias, Gregory D .; Робертсон, Дэвид Л .; Оливер, Стивен Дж .; Борнберг-Бауэр, Эрих (2004-03-01). «Конвергентная эволюция генных сетей путем дупликации одного гена у высших эукариот». Отчеты EMBO. 5 (3): 274–279. Дои:10.1038 / sj.embor.7400096. ISSN 1469-221X. ЧВК 1299007. PMID 14968135.
  9. ^ Ledent, V; Паке, О; Вервурт, М (2002). «Филогенетический анализ основных белков спирали-петли-спирали человека». Геномная биология. 3 (6): research0030.1. Дои:10.1186 / gb-2002-3-6-research0030. ЧВК 116727. PMID 12093377.
  10. ^ Кабрера CV, Алонсо М.С., Хьюикешовен Х (1994). «Регулирование функции щитка экстрамакрохет in vitro и in vivo». Разработка. 120 (12): 3595–603. PMID 7821225.
  11. ^ Мюрре С., Маккоу П.С., Вессин Х. и др. (1989). «Взаимодействия между гетерологичными белками спираль-петля-спираль образуют комплексы, которые специфически связываются с общей последовательностью ДНК». Клетка. 58 (3): 537–44. Дои:10.1016/0092-8674(89)90434-0. PMID 2503252. S2CID 29339773.
  12. ^ Элленбергер Т., Фасс Д., Арно М., Харрисон С.К. (апрель 1994 г.). «Кристаллическая структура фактора транскрипции E47: распознавание E-бокса димером основной области спираль-петля-спираль». Genes Dev. 8 (8): 970–80. Дои:10.1101 / gad.8.8.970. PMID 7926781.
  13. ^ Ma PC, Rould MA, Weintraub H, Pabo CO (май 1994 г.). «Кристаллическая структура комплекса MyoD bHLH домен-ДНК: перспективы распознавания ДНК и последствия для активации транскрипции». Клетка. 77 (3): 451–9. Дои:10.1016/0092-8674(94)90159-7. PMID 8181063. S2CID 44902701.
  14. ^ Wharton KA, Franks RG, Kasai Y, Crews ST (декабрь 1994 г.). «Контроль транскрипции средней линии ЦНС с помощью асимметричных E-box-подобных элементов: сходство с регуляцией, реагирующей на ксенобиотики». Разработка. 120 (12): 3563–9. PMID 7821222.
  15. ^ Ван Г.Л., Цзян Б.Х., Рю Е.А., Семенза Г.Л. (июнь 1995 г.). «Индуцируемый гипоксией фактор 1 представляет собой основной гетеродимер спираль-петля-спираль-PAS, регулируемый клеточным натяжением O2». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 92 (12): 5510–4. Дои:10.1073 / пнас.92.12.5510. ЧВК 41725. PMID 7539918.
  16. ^ Grove C, De Masi F и др. (2009). «Многопараметрическая сеть выявляет значительные расхождения между факторами транскрипции bHLH C. elegans». Клетка. 138 (2): 314–27. Дои:10.1016 / j.cell.2009.04.058. ЧВК 2774807. PMID 19632181.

внешняя ссылка