Walker motivy - Walker motifs - Wikipedia

The Walker A. a Walker B. motivy jsou proteinová sekvence motivy, o nichž je známo, že jsou velmi konzervované trojrozměrné struktury. Ty byly poprvé hlášeny v ATP -vazba bílkoviny podle chodec a spolupracovníky v roce 1982.[1]

Walker Motiv

Zarovnání mutantů H-Ras A59G v komplexu s GppNHp (zelená karikatura) a GDP (azurová karikatura). Hlavní řetězec P-smyčky je zobrazen červeně, Mg2+ iont jako zelená koule a postranní řetězce aminokyselin K16 a S17 jsou zobrazeny jako tyčinky.

Walker Motiv, také známý jako Walkerova smyčkanebo P-smyčkanebo smyčka vázající fosfáty, je motiv v bílkoviny který je spojen s fosfát vazba. Motiv má vzor G-x (4) -GK- [TS], kde G, K, T a S označují glycin, lysin, threonin a serin zbytky a x označuje libovolné aminokyselina. Je přítomen v mnoha ATP nebo GTP s využitím proteinů; je to β fosfát z nukleotid to je svázané. The lysin (K) rezidua v motivu Walker A jsou spolu s NH atomy hlavního řetězce zásadní pro nukleotid -vazba.[2] Je to glycin -rich smyčka předchází a beta řetězec a následuje alfa šroubovice; tyto rysy jsou obvykle součástí domény α / β se čtyřmi vlákny vloženými mezi dva šroubovice na každé straně. The fosfátové skupiny z nukleotid jsou také koordinovány do dvojmocného kationtu, jako je a hořčík, vápník nebo mangan (II) ion.[3]

Kromě konzervovaného lysinu je rysem P-smyčky používané při vazbě fosfátů sloučenina LRLR hnízdo[4] obsahující čtyři zbytky xxGK, jak je uvedeno výše, jejichž hlavní atomy řetězce tvoří konkávnost velikosti fosfátu s NH skupinami směřujícími dovnitř. Byl ukázán syntetický hexapeptid SGAGKT[5] silně se vázat na anorganický fosfát; protože takový krátký peptid netvoří alfa šroubovice, to naznačuje, že jde spíše o hnízdo než o místo v N-konec šroubovice, to je hlavní vlastnost vázající fosfáty.

Walkerův motiv je nejlépe známý svou přítomností v ATP- a GTP-vazebných proteinech a také se vyskytuje v různých proteinech s fosforylovanými substráty. Tyto zahrnují ATP syntáza (α a β podjednotky), myosin, transducin, helikázy, kinázy, AAA proteiny, G-proteiny, RecA, protein tyrosin fosfatázy (viz níže) a pyridoxal fosfát s využitím enzymů, jako je cysteinsyntáza.[6][7][8]

Při hydrolýze nukleotidů smyčka významně nemění protein konformace, ale zůstává vázán na zbývající fosfátové skupiny. Bylo prokázáno, že Walkerův motiv A-vazba způsobuje strukturální změny ve vázaném nukleotidu podél linie model indukovaného přizpůsobení z enzym vazba.[Citace je zapotřebí ]

PTP (protein tyrosin fosfatázy ), které katalyzují hydrolýzu anorganického fosfátu z a fosfotyrosin zbytek (zadní strana a tyrosinkináza reakce) obsahují motiv, který se místo konzervovaného lysinu složí do struktury podobné P-smyčce s argininem. Konzervovaná sekvence tohoto motivu je C-x (5) -R- [ST], kde C a R znamenají cystein a arginin zbytky.[9]

A-smyčka

A-smyčka (aromatický zbytek interagující s adenin kruh ATP) označuje konzervované aromatické aminokyseliny, nezbytný pro vazbu ATP, nalezený v přibližně 25 aminokyselinách před motivem Walker A v podskupině proteinů P-smyčky.[10]

Walker B motiv

Walker B motiv je motiv ve většině proteinů P-smyčky umístěných dobře po proudu od A-motivu. Uvádí se, že konsensuální sekvence tohoto motivu je [RK] -x (3) -G-x (3) -LhhhD, kde R, K, G, L a D označují arginin, lysin, glycin, leucin a kyselina asparagová zbytky, x představuje kteroukoli z 20 standardních aminokyselin a h označuje a hydrofobní aminokyselina.[1] Tento motiv byl změněn na hhhhDE, kde E označuje a glutamát zbytek.[2] The aspartát a glutamát také tvoří součást Mrtvý / mrtvý motivy nalezené v helikázy. Aspartátový zbytek koordinuje ionty hořčíku a glutamát je nezbytný pro Hydrolýza ATP.[2]V sekvenci tohoto motivu existuje značná variabilita, přičemž jedinými invariantními rysy jsou záporně nabité zbytky po úseku objemných hydrofobních aminokyselin.[11]

Viz také

Reference

  1. ^ A b Walker JE, Saraste M, Runswick MJ, Gay NJ (1982). „Vzdáleně příbuzné sekvence v alfa- a beta-podjednotkách ATP syntázy, myosinu, kináz a dalších enzymů vyžadujících ATP a společné vazby nukleotidů“. EMBO J.. 1 (8): 945–51. doi:10.1002 / j.1460-2075.1982.tb01276.x. PMC  553140. PMID  6329717.
  2. ^ A b C Hanson PI, Whiteheart SW (červenec 2005). "Proteiny AAA +: mít motor, bude fungovat". Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 6 (7): 519–29. doi:10.1038 / nrm1684. PMID  16072036.
  3. ^ Bugreev, D. V .; Mazin, A. V. (2004). „Ca2 + aktivuje lidský homologní rekombinační protein Rad51 modulováním jeho aktivity ATPázy“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 101: 9988–9993. doi:10.1073 / pnas.0402105101. PMC  454202. PMID  15226506.
  4. ^ Watson, JD; Milner-White EJ (2002). "Nové aniontové vazebné místo hlavního řetězce v proteinech: hnízdo. Specifická kombinace hodnot phi, psi pro po sobě jdoucí zbytky vede k aniontovým vazebným místům, která se běžně vyskytují a nacházejí se ve funkčně důležitých oblastech." Journal of Molecular Biology. 315: 171–182. doi:10.1006 / jmbi.2001.5227. PMID  11779237.
  5. ^ Bianchi, A; Giorgi C; Ruzza P; Toniolo C; Milner-White EJ (2012). „Ukázalo se, že syntetický peptid, který se podobá proteinovému hnízdu ve smyčce P, váže anorganický fosfát.“ Proteiny. 80: 1418–1424. doi:10,1002 / prot. 24038. PMID  22275093.
  6. ^ Stryer, Lubert; Berg, Jeremy Mark; Tymoczko, John L. (2002). Biochemie. San Francisco: W.H. Freemane. ISBN  0-7167-4684-0.
  7. ^ Ramakrishnan, C; Dani, VS; Ramasarma, T (říjen 2002). „Konformační analýza Walkerova motivu A [GXXXXGKT (S)] ve vazbě na nukleotidy a dalších proteinech“. Proteinové inženýrství. 15 (10): 783–798. doi:10.1093 / protein / 15.10.783. PMID  12468712. Citováno 16. října 2013.
  8. ^ Saraste M, Sibbald PR, Wittinghofer A (listopad 1990). „P-smyčka - běžný motiv v ATP- a GTP-vázajících proteinech“. Trends Biochem. Sci. 15 (11): 430–4. doi:10.1016 / 0968-0004 (90) 90281-f. PMID  2126155.
  9. ^ Zhang M, Stauffacher CV, Lin D, Van Etten RL (srpen 1998). "Krystalová struktura lidské nízkomolekulární fosfotyrosylfosfatázy. Důsledky pro substrátovou specificitu". J. Biol. Chem. 273 (34): 21714–20. doi:10.1074 / jbc.273.34.21714. PMID  9705307.
  10. ^ Ambudkar SV, Kim IW, Xia D, Sauna ZE (únor 2006). „A-smyčka, nová konzervovaná subdoména aromatických kyselin před motivem Walker A v transportérech ABC, je pro vazbu ATP rozhodující.“ FEBS Lett. 580 (4): 1049–55. doi:10.1016 / j.febslet.2005.12.051. PMID  16412422.
  11. ^ Koonin EV (červen 1993). „Běžná sada konzervovaných motivů v široké škále domnělých nukleových kyselin závislých ATPáz včetně MCM proteinů zapojených do zahájení replikace eukaryotické DNA“. Nucleic Acids Res. 21 (11): 2541–7. doi:10.1093 / nar / 21.11.2541. PMC  309579. PMID  8332451.

externí odkazy