Motivo "espiral-giro-espiral"

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Helix -Turn-Helix ( motivo HTH) es un motivo en las proteínas que pueden interactuar con el ADN .  Consta de dos hélices α conectadas por una cadena corta de aminoácidos y forma parte de muchas proteínas que regulan la expresión génica . No debe confundirse con helix -loop-helix domain [ 1 ] . 

Descubrimiento

El motivo fue descubierto durante el análisis de similitudes en una serie de genes que codifican proteínas-reguladores de la transcripción del fago lambda y Escherichia coli : Cro, CAP y λ-represor , en los que se encontraron secuencias de 20-25 aminoácidos implicadas en el reconocimiento del ADN [ 2] [3] [ 4] [5] .

Funciones

El motivo hélice-giro-hélice se une al ADN. El reconocimiento y la unión son proporcionados por dos hélices alfa, una de las cuales está ubicada en el extremo N del motivo y la otra en el extremo C. En la mayoría de los casos, como en el represor Cro, la segunda hélice está involucrada en el reconocimiento del ADN y a menudo se la denomina "hélice de reconocimiento". Se une al surco principal del ADN a través de una serie de enlaces de hidrógeno y varias interacciones de van der Waals con bases expuestas. Otra hélice α estabiliza la interacción entre la proteína y el ADN, pero no juega un papel particularmente importante en su reconocimiento [2] Ambas hélices siempre tienen la misma orientación entre sí [6] .

Clasificación

Se han realizado varios intentos para clasificar los motivos en función de la estructura y la organización espacial de sus espirales [6] [7] [8] . Algunos de los principales tipos se describen a continuación.

• Espiral doble: es la opción más simple. Se descubrió que un fragmento del homeodominio Engrailed que abarcaba solo las dos hélices y el giro era un dominio de proteína de plegamiento independiente ultrarrápido [9] .

• Tres espirales. Un ejemplo de proteínas con tal variante de dominio es el activador de transcripción Myb [10] .

• Cuatro espirales. Tienen una hélice alfa C-terminal adicional en su composición, en comparación con la versión de tres cadenas. Este tipo incluye el dominio HTH de unión al ADN de tipo LuxR que se encuentra en los factores de transcripción bacterianos y los motivos HTH de los represores TetR [11] . también hay versiones con bobinas adicionales [12] .

• Espiral-vuelta-espiral alada. El dominio wHTH ( eng.  winged helix-turn-helix ) es una variante que incluye 3 hélices alfa y 3-4 láminas beta ( ing.  wing ). La disposición mutua de espirales y láminas puede ser variable. En el factor de transcripción ETC, el dominio wHTH de la hélice alfa y las láminas beta están dispuestos en el orden α1-β1-β2-α2-α3-β3-β4, donde la tercera hélice alfa es responsable del reconocimiento del ADN [13]. ] [14] .

Véase también

• Dedo de zinc
• homeodominio

Notas

1. ↑ Brennan RG, Matthews BW El motivo de unión al ADN hélice-giro-hélice. (Inglés)  // J Biol Chem  : diario. - 1989. - vol. 264 , núm. 4 . - Pág. 1903-1906 . — PMID 2644244 .
2. ↑ 1 2 Matthews BW, Ohlendorf DH, Anderson WF, Takeda Y. Estructura de la región de unión al ADN del represor lac deducida de su homología con el represor cro. (inglés)  // Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América  : revista. - 1982. - vol. 79 , núm. 5 . - P. 1428-1432 . -doi : 10.1073/ pnas.79.5.1428 . —PMID 6951187 .
3. ↑ Anderson WF, Ohlendorf DH, Takeda Y., Matthews BW Estructura del represor cro del bacteriófago lambda y su interacción con el ADN. (Inglés)  // Naturaleza: revista. - 1981. - vol. 290 , núm. 5809 . - Pág. 754-758 . -doi : 10.1038/ 290754a0 . — PMID 6452580 .
4. ↑ McKay DB, Steitz TA Estructura de la proteína activadora del gen catabolito a una resolución de 2,9 A sugiere unión al ADN-B zurdo. (Inglés)  // Naturaleza: revista. - 1981. - vol. 290 , núm. 5809 . - Pág. 744-749 . -doi : 10.1038/ 290744a0 . —PMID 6261152 .
5. ↑ Pabo CO, Lewis M. El dominio de unión al operador del represor lambda: estructura y reconocimiento de ADN. (Inglés)  // Naturaleza: revista. - 1982. - vol. 298 , núm. 5873 . - Pág. 443-447 . -doi : 10.1038/ 298443a0 . — PMID 7088190 .
6. ↑ 1 2 Wintjens R., Rooman M. Clasificación estructural de los dominios de unión al ADN HTH y los modos de interacción proteína-ADN.  (Inglés)  // J Mol Biol : diario. - 1996. - vol. 262 , núm. 2 . - pág. 294-313 . -doi : 10.1006/ jmbi.1996.0514 . —PMID 8831795 .
7. ↑ Suzuki M., Brenner SE Clasificación de dominios de unión a ADN multihelicoidales y aplicación para predecir las estructuras DBD del factor sigma, LysR, OmpR/PhoB, CENP-B, Rapl y Xy1S/Ada/AraC. (inglés)  // FEBS Lett : diario. - 1995. - vol. 372 , núm. 2-3 . - P. 215-221 . - doi : 10.1016/0014-5793(95)00988-L . —PMID 7556672 .
8. ↑ Aravind L., Anantharaman V., Balaji S., Babu MM, Iyer LM Las muchas caras del dominio hélice-giro-hélice: regulación de la transcripción y más allá.  (inglés)  // FEMS Microbiol Rev: revista. - 2005. - vol. 29 , núm. 2 . - pág. 231-262 . -doi : 10.1016/ j.femsre.2004.12.008 . — PMID 15808743 .
9. ↑ Religa TL, Johnson CM, Vu DM, Brewer SH, Dyer RB, Fersht AR El motivo hélice-giro-hélice como un dominio de plegado independiente ultrarrápido: la vía de plegado del homeodominio Engrailed.  (inglés)  // Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América  : revista. - 2007. - vol. 104 , núm. 22 . - Pág. 9272-9277 . -doi : 10.1073/ pnas.0703434104 . —PMID 17517666 . Archivado desde el original el 24 de septiembre de 2015.
10. ↑ Ogata K., Hojo H., Aimoto S., Nakai T., Nakamura H., Sarai A., et al. Estructura de la solución de una unidad de unión a ADN de Myb: un motivo relacionado con hélice-giro-hélice con triptófanos conservados que forman un núcleo hidrofóbico. (inglés)  // Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América  : revista. - 1992. - vol. 89 , núm. 14 _ - Pág. 6428-6432 . -doi : 10.1073/ pnas.89.14.6428 . —PMID 1631139 .
11. ↑ Hinrichs W., Kisker C., Düvel M., Müller A., ​​​​Tovar K., Hillen W., et al. Estructura del complejo Tet represor-tetraciclina y regulación de la resistencia a los antibióticos. (Inglés)  // Ciencia: revista. - 1994. - vol. 264 , núm. 5157 . - P. 418-420 . -doi : 10.1126 / ciencia.8153629 . —PMID 8153629 .
12. ↑ Iwahara J., Clubb RT Solution estructura del dominio de unión al ADN de Dead Ringer, un dominio de interacción rico en AT (ARID) específico de secuencia. (Español)  // EMBO J : diario. - 1999. - vol. 18 , núm. 21 . - Pág. 6084-6094 . -doi : 10.1093 / emboj/18.21.6084 . — PMID 10545119 .
13. ↑ Donaldson LW, Petersen JM, Graves BJ, McIntosh LP Estructura de la solución del dominio ETS del Ets-1 murino: un motivo de unión al ADN de hélice-giro-hélice con alas  // EMBO  J. : diario. - 1996. - vol. 15 , núm. 1 . - P. 125-134 . -doi : 10.2210 / pdb1etc/pdb . —PMID 8598195 .
14. ↑ Sharrocks AD, Brown AL, Ling Y., Yates PR La familia de factores de transcripción del dominio ETS  //  Int . J Bioquímica. biología celular : diario. - 1997. - vol. 29 , núm. 12 _ - P. 1371-1387 . - doi : 10.1016/S1357-2725(97)00086-1 . — PMID 9570133 .

Estructura secundaria de una proteína.
Espirales	α-hélice 3 10 - espiral π-hélice β-hélice Hélice de poliprolina Bobina de colágeno
Extensiones	hoja-α hoja β β horquilla protuberancia β β-turn
Súper estructura secundaria	bobina espiral Espiral-giro-espiral Rollo de gelatina