Základní šroubovice-smyčka-šroubovice - Basic helix-loop-helix

Nesmí být zaměňována s helix-turn-helix domény, motiv podobný tvaru a funkci.
základní doména vázající DNA šroubovice-smyčka-šroubovice
Základní smyčka šroubovice helix.png
Základní strukturní motiv šroubovice-smyčka-šroubovice ARNT. Dva α-šroubovice (modré) jsou spojeny zkratem smyčka (Červené).[1]
Identifikátory
SymbolbHLH
PfamPF00010
InterProIPR001092
CHYTRÝSM00353
STRÁNKAPDOC00038
SCOP21mdy / Rozsah / SUPFAM
CDDcd00083

A základní šroubovice-smyčka-šroubovice (bHLH) je protein strukturální motiv který charakterizuje jednu z největších rodin dimerizace transkripční faktory.[2][3][4][5]

transkripční faktory bHLH jsou často důležité ve vývoji nebo buněčné aktivitě. Za prvé, BMAL1-Clock je jádrový transkripční komplex v molekule cirkadiánní hodiny. Jiné geny, jako c-Myc a HIF-1, byly spojeny s rakovina kvůli jejich účinkům na růst a metabolismus buněk.

Struktura

Motiv je charakterizován dvěma α-šroubovice propojeno a smyčka. Obecně platí, že transkripční faktory včetně této domény jsou dimerní, přičemž každá obsahuje jednu šroubovici základní aminokyselina zbytky, které usnadňují DNA vazba.[6] Obecně je jedna šroubovice menší a vzhledem k flexibilitě smyčky umožňuje dimerizaci skládáním a zabalením proti jiné šroubovici. Větší šroubovice obvykle obsahuje oblasti vázající DNA. bHLH proteiny se typicky vážou na a konsensuální sekvence volal E-box, NELZE.[7] Kanonický E-box je CACGTG (palindromický ), nicméně některé transkripční faktory bHLH, zejména ty z bHLH-PAS rodina, váže se na příbuzné nepalindromické sekvence, které jsou podobné E-boxu. bHLH TF mohou homodimerizovat nebo heterodimerizovat s jinými bHLH TF a tvořit širokou škálu dimerů, z nichž každý má specifické funkce.[8]

Příklady

Fylogenetická analýza naznačuje, že proteiny bHLH spadají do 6 hlavních skupin, označených písmeny A až F. [9] Mezi příklady transkripčních faktorů obsahujících bHLH patří:

Skupina A

Skupina B

Skupina C

Tyto proteiny obsahují dva další PAS domény po doméně bHLH.

Skupina D

Skupina E

Skupina F

Tyto proteiny obsahují další COE doménu

Nařízení

Protože mnoho bHLH transkripční faktory jsou heterodimerní,[8] jejich aktivita je často vysoce regulována dimerizací podjednotek. Výraz nebo dostupnost jedné podjednotky je často řízen, zatímco druhá podjednotka je konstitutivně vyjádřena. Mnoho známých regulačních proteinů, jako je Drosophila extramacrochaetae protein, mají strukturu šroubovice-smyčka-šroubovice, ale postrádají základní oblast, takže se nemohou vázat DNA na vlastní pěst. Jsou však schopni se formovat heterodimery s proteiny, které mají strukturu bHLH, a deaktivují jejich schopnosti jako transkripční faktory.[10]

Dějiny

  • 1989: Murre a kol. ukázaly, že dimery různých proteinů bHLH se vážou na krátký motiv DNA (později nazvaný E-Box ).[11] Tato e-schránka se skládá z DNA posloupnost CANNTG, kde N může být libovolná nukleotid.[7]
  • 1994: Harrisonova[12] a Pabo[13] skupiny krystalizují proteiny bHLH navázané na E-boxy, což ukazuje, že paralelní smyčka motivu svazku 4-šroubovice orientuje základní sekvence k interakci se specifickými nukleotidy v hlavní drážce E-boxu.
  • 1994: Wharton et al. identifikované asymetrické E-boxy vázané podmnožinou bHLH proteinů s PAS doménami (bHLH-PAS proteiny), včetně Single-minded (Sim) a receptoru aromatických uhlovodíků.[14]
  • 1995: Skupina společnosti Semenza identifikuje hypoxií indukovatelný faktor (HIF) jako heterodimer bHLH-PAS, který váže související asymetrický E-box.[15]
  • 2009: Grove, De Masi et al., identifikovali nové krátké motivy DNA, vázané podmnožinou proteinů bHLH, které definovali jako „sekvence podobné E-boxu“. Jsou ve formě CAYRMK, kde Y znamená C nebo T, R je A nebo G, M je A nebo C a K je G nebo T.[16]

Lidské proteiny s doménou vázající DNA šroubovice-smyčka-šroubovice

AHR; AHRR; ARNT; ARNT2; ARNTL; ARNTL2; ASCL1; ASCL2;ASCL3; ASCL4; ATOH1; ATOH7; ATOH8; BHLHB2; BHLHB3; BHLHB4;BHLHB5; BHLHB8; HODINY; EPAS1; FERD3L; FIGLA; RUKA 1; RUKA 2;HES1; HES2; HES3; HES4; HES5; HES6; HES7; HEY1;HEY2; HIF1A; ID1; ID2; ID3; ID4; KIAA2018; LYL1;MASH1; MATH2; MAX; MESP1; MESP2; MIST1; MITF; MLX; MLXIP;MLXIPL; MNT; MSC; MSGN1; MXD1; MXD3; MXD4; MXI1;MOJE C; MYCL1; MYCL2; MYCN; MYF5; MYF6; MYOD1; MYOG;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;

Reference

  1. ^ PDB: 1x0o​; Card PB, Erbel PJ, Gardner KH (říjen 2005). „Strukturální základ dimerizace ARNT PAS-B: použití společného rozhraní beta-listu pro hetero- a homodimerizaci“. J. Mol. Biol. 353 (3): 664–77. doi:10.1016 / j.jmb.2005.08.043. PMID  16181639.
  2. ^ Murre C, Bain G, van Dijk MA, Engel I, Furnari BA, Massari ME, Matthews JR, Quong MW, Rivera RR, Stuiver MH (červen 1994). "Struktura a funkce proteinů helix-loop-helix". Biochim. Biophys. Acta. 1218 (2): 129–35. doi:10.1016/0167-4781(94)90001-9. PMID  8018712.
  3. ^ Littlewood TD, Evan GI (1995). "Transkripční faktory 2: helix-loop-helix". Profil bílkovin. 2 (6): 621–702. PMID  7553065.
  4. ^ Massari ME, Murre C (leden 2000). "Proteiny Helix-loop-helix: regulátory transkripce v eukaryotických organismech". Mol. Buňka. Biol. 20 (2): 429–40. doi:10.1128 / MCB.20.2.429-440.2000. PMC  85097. PMID  10611221.
  5. ^ Amoutzias, Grigoris D .; Robertson, David L .; Van de Peer, Yves; Oliver, Stephen G. (01.05.2008). "Vyberte si své partnery: dimerizace v eukaryotických transkripčních faktorech". Trendy v biochemických vědách. 33 (5): 220–229. doi:10.1016 / j.tibs.2008.02.002. ISSN  0968-0004. PMID  18406148.
  6. ^ Lawrence Zipursky; Arnold Berk; Monty Krieger; Darnell, James E .; Lodish, Harvey F .; Kaiser, Chris; Matthew P Scott; Matsudaira, Paul T. (2003-08-22). Balíček McGill Lodish 5E - Molecular Cell Biology & McGill Activation Code. San Francisco: W. H. Freeman. ISBN  0-7167-8635-4.
  7. ^ A b Chaudhary J, Skinner MK (1999). „Základní proteiny helix-loop-helix mohou působit na E-boxu v prvku sérové ​​odezvy promotoru c-fos a ovlivňovat aktivaci promotoru vyvolaného hormony v buňkách Sertoli“. Mol. Endokrinol. 13 (5): 774–86. doi:10.1210 / opravit. 13.5.0271. PMID  10319327.
  8. ^ A b Amoutzias, Gregory D .; Robertson, David L .; Oliver, Stephen G .; Bornberg-Bauer, Erich (01.03.2004). „Konvergentní vývoj genových sítí duplikací jednoho genu u vyšších eukaryot“. Zprávy EMBO. 5 (3): 274–279. doi:10.1038 / sj.embor.7400096. ISSN  1469-221X. PMC  1299007. PMID  14968135.
  9. ^ Ledent, V; Paquet, O; Vervoort, M (2002). "Fylogenetická analýza lidských základních proteinů helix-loop-helix". Genome Biology. 3 (6): research0030.1. doi:10.1186 / gb-2002-3-6-research0030. PMC  116727. PMID  12093377.
  10. ^ Cabrera CV, Alonso MC, Huikeshoven H (1994). "Regulace funkce scute extramakrochetou in vitro a in vivo". Rozvoj. 120 (12): 3595–603. PMID  7821225.
  11. ^ Murre C, McCaw PS, Vaessin H a kol. (1989). „Interakce mezi heterologními proteiny helix-smyčka-helix generují komplexy, které se specificky vážou na běžnou sekvenci DNA“. Buňka. 58 (3): 537–44. doi:10.1016/0092-8674(89)90434-0. PMID  2503252. S2CID  29339773.
  12. ^ Ellenberger T, Fass D, Arnaud M, Harrison SC (duben 1994). "Krystalová struktura transkripčního faktoru E47: Rozpoznávání E-boxu dimerem základní oblasti helix-loop-helix dimer". Genes Dev. 8 (8): 970–80. doi:10,1101 / gad. 8.8.970. PMID  7926781.
  13. ^ Ma PC, Rould MA, Weintraub H, Pabo CO (květen 1994). „Krystalová struktura komplexu MyoD bHLH doména-DNA: pohledy na rozpoznávání DNA a důsledky pro transkripční aktivaci“. Buňka. 77 (3): 451–9. doi:10.1016/0092-8674(94)90159-7. PMID  8181063. S2CID  44902701.
  14. ^ Wharton KA, Franks RG, Kasai Y, Crews ST (prosinec 1994). "Kontrola transkripce střední linie CNS pomocí asymetrických prvků podobných E-boxu: podobnost s xenobiotickou responzivní regulací". Rozvoj. 120 (12): 3563–9. PMID  7821222.
  15. ^ Wang GL, Jiang BH, Rue EA, Semenza GL (červen 1995). „Faktor 1 indukovaný hypoxií je základní heterodimer helix-loop-helix-PAS regulovaný buněčným napětím O2“. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 92 (12): 5510–4. doi:10.1073 / pnas.92.12.5510. PMC  41725. PMID  7539918.
  16. ^ Grove C, De Masi F a kol. (2009). „Multiparametrická síť odhaluje rozsáhlé rozdíly mezi transkripčními faktory bHLH C. elegans“. Buňka. 138 (2): 314–27. doi:10.1016 / j.cell.2009.04.058. PMC  2774807. PMID  19632181.

externí odkazy