WRKY proteinová doména - WRKY protein domain - Wikipedia

WRKY
PDB 1wj2 EBI.jpg
struktura řešení c-terminální wrky domény atwrky4
Identifikátory
SymbolWRKY
PfamPF03106
Pfam klanCL0274
InterProIPR003657

WRKY doména se nachází v doméně Rodina WRKY transkripčních faktorů, třída transkripčních faktorů.[1] WRKY doména se nachází téměř výlučně v rostlinách, i když se u některých objevují WRKY geny diplomonád, sociální améby a další améby a houby incertae sedis. Vypadají nepřítomně u jiných druhů rostlin. Transkripční faktory WRKY jsou významnou oblastí výzkumu rostlin za posledních 20 let.[2] WRKY DNA-vazebná doména rozpoznává W-box (T) TGAC (C / T) (a varianty této sekvence) cis-regulační prvek.

Struktura

Transkripční faktory WRKY obsahují buď jednu nebo dvě proteinové domény WRKY. WRKY proteinová doména je 60 až 70 aminokyselin dlouhého typu vazebné domény DNA. Doména je charakterizována vysoce konzervovaným jádrovým motivem WRKYGQK a oblastí se zinkovým prstem. The cystein a histidin doména se zinkovým prstem se vyskytuje jako CX4-5CX22-23HXH nebo CX7CX23Typ HXC, kde X může být libovolný aminokyselina.[3] Zinkový prst váže Zn+2 iont, který je vyžadován pro funkci proteinu.[4] Zatímco WRKYGQK je vysoce konzervativní ve většině WRKY domén, byla zdokumentována variace v základní sekvenci.[2][5] Často se vyskytující variantou základní sekvence je WRKYGKK, který je přítomen ve většině druhů rostlin.[2][3][5][6][7]

Struktura proteinové domény WRKY byla poprvé stanovena v roce 2005 pomocí nukleární magnetická rezonance (NMR) a později krystalografie.[4][8] Proteinová doména WRKY je globulárního tvaru složeného z pěti antiparalelních β-řetězce. Základní motiv WRKYGQK se nachází na druhém β-řetězci.[8] Osmnáct aminokyselin je vysoce konzervovaných v proteinové doméně WRKY, včetně motivu jádra, cysteinů a histidinů vázajících se na zinkový prst a triády tvořící DWK solný můstek.[8] Triáda sestává z konzervovaného tryptofanu (W) základního motivu spolu s kyselina asparagová (D) čtyři aminokyseliny před a a lysin (K) 29 aminokyselin po směru toku, stabilizujících celou doménu.[8] Pět aminokyselin na třetím p-řetězci (PRSYY) je také dobře konzervováno v doméně WRKY.[8] Důležité je, že geny WRKY obsahují konzervovaný intron v doméně WRKY, který se vyskytuje v místě kódujícím PR aminokyselinové sekvence PRSYY,[3] což vysvětluje zachování tohoto motivu.

Interakce WRKY-DNA

WRKY doména tvoří jedinečnou strukturu ve tvaru klínu, která vstupuje kolmo do hlavní drážky řetězce DNA.[9] WRKY proteinové domény interagují s (T / A) TGAC (T / A) cis-prvkem, také nazývaným W-box.[1][10][11] Nedávné důkazy naznačují, že jádro GAC W-boxu je primárním cílem domény WRKY a přilehlé sekvence pomáhají diktovat interakci DNA s velmi specifickými proteiny WRKY.[12] RKYGQK zbytky jádra motivu a další arginin a lysinové zbytky WRKY domény jsou odpovědné za interakci s fosfátovým hlavním řetězcem sedmi po sobě jdoucích párů bází DNA, včetně jádra GAC.[9][12] Změna tryptofanu, tyrosin, nebo buď lysin s motivem WRKYGQK do alanin úplně ruší vazbu DNA,[8][13] označení těchto aminokyselin je nezbytné pro rozpoznání prvku W-box. I když to není podstatné, změna motivu WRKYGQK arginin, glycin nebo glutamin na alanin snižuje vazbu DNA na W-box.[8][13] Celkově tyto složité interakce WRKY protein-doména-DNA vedou k aktivaci genu, která je nezbytná pro řadu aspektů vývoje a obrany rostlin.

externí odkazy

Reference

  1. ^ A b Rushton PJ, Torres JT, Parniske M, Wernert P, Hahlbrock K, Somssich IE (říjen 1996). „Interakce elicitorem indukovaných proteinů vázajících DNA s elementy elicitorové odpovědi v promotorech genů petrželky PR1“. Časopis EMBO. 15 (20): 5690–700. doi:10.1002 / j.1460-2075.1996.tb00953.x. PMC  452313. PMID  8896462.
  2. ^ A b C Schluttenhofer C, Yuan L (únor 2015). "Regulace specializovaného metabolismu WRKY transkripčními faktory". Fyziologie rostlin. 167 (2): 295–306. doi:10.1104 / pp.114.251769. PMC  4326757. PMID  25501946.
  3. ^ A b C Eulgem T, Rushton PJ, Robatzek S, Somssich IE (květen 2000). "WRKY superrodina rostlinných transkripčních faktorů". Trendy ve vědě o rostlinách. 5 (5): 199–206. doi:10.1016 / s1360-1385 (00) 01600-9. PMID  10785665.
  4. ^ A b Yamasaki K, Kigawa T, Inoue M, Tateno M, Yamasaki T, Yabuki T a kol. (Březen 2005). "Struktura řešení Arabidopsis WRKY DNA vazebné domény". Rostlinná buňka. 17 (3): 944–56. doi:10.1105 / tpc.104.026435. PMC  1069710. PMID  15705956.
  5. ^ A b Zhang Y, Wang L (leden 2005). „Nadrodina transkripčního faktoru WRKY: její původ v eukaryotech a expanze v rostlinách“. BMC Evoluční biologie. 5: 1. doi:10.1186/1471-2148-5-1. PMC  544883. PMID  15629062.
  6. ^ Song H, Wang P, Nan Z, Wang X (2014). „Geny WRKY transkripčního faktoru v Lotus japonicus“. International Journal of Genomics. 2014: 420128. doi:10.1155/2014/420128. PMC  3976811. PMID  24745006.
  7. ^ Xiong W, Xu X, Zhang L, Wu P, Chen Y, Li M, Jiang H, Wu G (červenec 2013). "Analýza celého genomu rodiny WRKY genů ve fyzickém ořechu (Jatropha curcas L.)". Gen. 524 (2): 124–32. doi:10.1016 / j.gene.2013.04.047. PMID  23644253.
  8. ^ A b C d E F G Duan MR, Nan J, Liang YH, Mao P, Lu L, Li L, Wei C, Lai L, Li Y, Su XD (2007). "Mechanismus vázání DNA odhalen krystalovou strukturou proteinu WRKY1 Arabidopsis thaliana s vysokým rozlišením". Výzkum nukleových kyselin. 35 (4): 1145–54. doi:10.1093 / nar / gkm001. PMC  1851648. PMID  17264121.
  9. ^ A b Yamasaki K, Kigawa T, Watanabe S, Inoue M, Yamasaki T, Seki M, Shinozaki K, Yokoyama S (březen 2012). „Strukturální základ pro sekvenčně specifické rozpoznávání DNA transkripčním faktorem Arabidopsis WRKY“. The Journal of Biological Chemistry. 287 (10): 7683–91. doi:10.1074 / jbc.M111.279844. PMC  3293589. PMID  22219184.
  10. ^ Eulgem T, Rushton PJ, Schmelzer E, Hahlbrock K, Somssich IE (září 1999). „Rané jaderné události v signalizaci obrany rostlin: rychlá aktivace genů transkripčními faktory WRKY“. Časopis EMBO. 18 (17): 4689–99. doi:10.1093 / emboj / 18.17.4689. PMC  1171542. PMID  10469648.
  11. ^ de Pater S, Greco V, Pham K, Memelink J, Kijne J (prosinec 1996). "Charakterizace transkripčního aktivátoru závislého na zinku z Arabidopsis". Výzkum nukleových kyselin. 24 (23): 4624–31. doi:10.1093 / nar / 24.23.4624. PMC  146317. PMID  8972846.
  12. ^ A b Značka LH, Fischer NM, Harter K, Kohlbacher O, Wanke D (listopad 2013). "Elucidace evolučních konzervativních DNA-vazebných specificit WRKY transkripčních faktorů pomocí molekulární dynamiky a in vitro vazebných testů". Výzkum nukleových kyselin. 41 (21): 9764–78. doi:10.1093 / nar / gkt732. PMC  3834811. PMID  23975197.
  13. ^ A b Maeo K, Hayashi S, Kojima-Suzuki H, Morikami A, Nakamura K (listopad 2001). „Role konzervovaných zbytků domény WRKY ve vazbě DNA na tabákové proteiny rodiny WRKY“. Bioscience, biotechnologie a biochemie. 65 (11): 2428–36. doi:10,1271 / bbb.65.2428. PMID  11791715. S2CID  22671192.