Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с доменами спираль-поворот-спираль , мотивом, похожим по форме и функциям.
основная спираль-петля-спираль ДНК-связывающий домен
Базовая спиральная петля helix.png
Основной структурный мотив спираль-петля-спираль ARNT . Две α-спирали (синие) соединены короткой петлей (красный). [1]
Идентификаторы
СимволbHLH
PfamPF00010
ИнтерПроIPR001092
УМНАЯSM00353
PROSITEPDOC00038
SCOP21mdy / SCOPe / SUPFAM
CDDcd00083
Доступные белковые структуры:
Pfam  структуры / ECOD  
PDBRCSB PDB ; PDBe ; PDBj
PDBsumрезюме структуры
PDB1a0a , 1am9 , 1an2 , 1an4 , 1hlo , 1mdy , 1nkp , 1nlw , 1r05 , 1ukl , 2ql2

Базовая спираль-петля-спираль ( bHLH ) представляет собой белок , структурный мотив , который характеризует один из крупнейших семейств димеризации факторов транскрипции . [2] [3] [4] [5]

Факторы транскрипции bHLH часто играют важную роль в развитии или клеточной активности. Во-первых, BMAL1-Clock является основным транскрипционным комплексом в молекулярных циркадных часах . Другие гены, такие как c-Myc и HIF-1 , связаны с раком из-за их влияния на рост клеток и метаболизм.

Структура [ править ]

Мотив характеризуется двумя α-спиралями, соединенными петлей . В общем, факторы транскрипции, включающие этот домен, являются димерными , каждый из которых имеет одну спираль, содержащую основные аминокислотные остатки, которые облегчают связывание ДНК . [6] Как правило, одна спираль меньше по размеру и из-за гибкости петли позволяет димеризоваться за счет складывания и упаковки по отношению к другой спирали. Более крупная спираль обычно содержит ДНК-связывающие области. Белки bHLH обычно связываются с консенсусной последовательностью, называемой E-box , CANNTG. [7] Канонический электронный ящик - CACGTG ( палиндромный), однако некоторые факторы транскрипции bHLH, особенно из семейства bHLH- PAS , связываются с родственными непалиндромными последовательностями, которые похожи на E-бокс. ТФ bHLH могут гомодимеризоваться или гетеродимеризоваться с другими ТФ bHLH и образовывать большое разнообразие димеров, каждый из которых имеет определенные функции. [8]

Примеры [ править ]

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 [ править ]

  • MyoD
  • Myf5
  • Beta2 / NeuroD1
  • Scl , также известный как Tal1
  • пронейральные гены bHLH, такие как p-CaMKII , и pSer (336) NeuroD .
  • Нейрогенины

Группа B [ править ]

  • МАКСИМУМ
  • C-Myc , N-Myc
  • TCF4 (фактор транскрипции 4)

Группа C [ править ]

Эти белки содержат два дополнительных домена PAS после домена bHLH.

  • AhR
  • БМАЛ-1 - ЧАСЫ
  • HIF
  • NPAS1 , npas3 , MOP5

Группа D [ править ]

  • ЭМС

Группа E [ править ]

  • HEY1 и HEY2

Группа F [ править ]

Эти белки содержат дополнительный домен COE.

  • EBF1

Регламент [ править ]

Поскольку многие факторы транскрипции bHLH являются гетеродимерными [8], их активность часто сильно регулируется димеризацией субъединиц. Экспрессия или доступность одной субъединицы часто контролируется, тогда как другая субъединица экспрессируется конститутивно. Многие из известных регуляторных белков, такие как белок Drosophila extramacrochaetae , 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 инактивировать свои способности в качестве факторов транскрипции. [10]

История [ править ]

  • 1989: Мюрр и др. показали, что димеры различных белков bHLH связываются с коротким мотивом ДНК (позже названным E-Box ). [11] Этот E-бокс состоит из последовательности ДНК CANNTG, где N может быть любым нуклеотидом . [7]
  • 1994: Группы Харрисона [12] и Пабо [13] кристаллизуют белки bHLH, связанные с E-боксами, демонстрируя, что параллельная петля мотива пучка из 4 спиралей ориентирует основные последовательности на взаимодействие 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: Grove, De Masi et al. идентифицировали новые короткие мотивы ДНК, связанные с субпопуляцией белков bHLH, которые они определили как «E-box-подобные последовательности». Они имеют форму CAYRMK, где Y обозначает C или T, R означает A или G, M представляет собой A или C, а K означает G или T. [16]

Белки человека с ДНК-связывающим доменом спираль-петля-спираль [ править ]

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 ; МАКС ; MESP1 ; MESP2 ; MIST1 ; MITF; MLX ; MLXIP ; MLXIPL ; MNT ; МСК ; MSGN1 ; MXD1 ; MXD3 ; MXD4 ; MXI1 ; MYC ; MYCL1 ; MYCL2 ; MYCN ; MYF5 ; MYF6 ; MYOD1 ; МИОГ ; NCOA1 ; NCOA3 ; NEUROD1 ; NEUROD2 ; NEUROD4 ; NEUROD6 ; NEUROG1 ; NEUROG2 ; NEUROG3 ; NHLH1 ; NHLH2 ; NPAS1 ; НПАС2 ; НПАС3 ; NPAS4 ; OAF1 ; OLIG1 ; OLIG2 ; OLIG3 ; ПТФ1А ; SCL ; SCXB ; SIM1 ; SIM2 ; SOHLH1 ; SOHLH2 ; SREBF1 ; SREBF2 ; TAL1; TAL2 ; TCF12 ; TCF15 ; TCF21 ; TCF3 ; TCF4 ; TCFL5 ; TFAP4 ; TFE3 ; TFEB ; TFEC ; TWIST1 ; TWIST2 ; USF1 ; USF2 ;

Ссылки [ править ]

  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. DOI : 10.1016 / j.jmb.2005.08.043 . PMID  16181639 .
  2. ^ Мюрре C, Bain G, ван Дейк MA, Engel I, Furnari BA, Massari ME, Matthews JR, Quong MW, Rivera RR, Stuiver MH (июнь 1994). «Структура и функция белков спираль-петля-спираль». Биохим. Биофиз. Acta . 1218 (2): 129–35. DOI : 10.1016 / 0167-4781 (94) 90001-9 . PMID 8018712 . 
  3. Перейти ↑ Littlewood TD, Evan GI (1995). «Факторы транскрипции 2: спираль-петля-спираль». Белковый профиль . 2 (6): 621–702. PMID 7553065 . 
  4. ^ Massari ME, Murre C (январь 2000). «Белки спирали-петли-спирали: регуляторы транскрипции в эукариотических организмах» . Мол. Клетка. Биол . 20 (2): 429–40. DOI : 10.1128 / MCB.20.2.429-440.2000 . PMC 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». Направления биохимических наук . 33 (5): 220–229. DOI : 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: WH Freeman. ISBN 0-7167-8635-4.
  7. ^ a b 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. DOI : 10.1210 / mend.13.5.0271 . PMID 10319327 . 
  8. ^ a b Amoutzias, Грегори Д .; Робертсон, Дэвид Л .; Оливер, Стивен Дж .; Борнберг-Бауэр, Эрих (2004-03-01). «Конвергентная эволюция генных сетей путем удвоения одного гена у высших эукариот» . EMBO Reports . 5 (3): 274–279. DOI : 10.1038 / sj.embor.7400096 . ISSN 1469-221X . PMC 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. DOI : 10.1186 / GB-2002-3-6-research0030 . PMC 116727 . PMID 12093377 .  
  10. ^ Cabrera резюме, Алонсо МС, Huikeshoven Н (1994). «Регулирование функции щитка экстрамакрохет in vitro и in vivo». Развитие . 120 (12): 3595–603. PMID 7821225 . 
  11. ^ Murre C, McCaw PS, Vaessin H и др. (1989). «Взаимодействия между гетерологичными белками спираль-петля-спираль образуют комплексы, которые специфически связываются с общей последовательностью ДНК». Cell . 58 (3): 537–44. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (89) 90434-0 . PMID 2503252 . S2CID 29339773 .  
  12. ^ Ellenberger T, Фасс D, Arnaud M, Харрисон SC (апрель 1994). «Кристаллическая структура фактора транскрипции E47: распознавание E-бокса димером основной области спираль-петля-спираль» . Genes Dev . 8 (8): 970–80. DOI : 10,1101 / gad.8.8.970 . PMID 7926781 . 
  13. ^ Ma PC, Rould MA, Веинтроб H, Pabo CO (май 1994). «Кристаллическая структура комплекса MyoD bHLH домен-ДНК: перспективы распознавания ДНК и последствия для активации транскрипции». Cell . 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 (декабрь 1994). «Контроль транскрипции средней линии ЦНС с помощью асимметричных E-box-подобных элементов: сходство с регуляцией, реагирующей на ксенобиотики». Развитие . 120 (12): 3563–9. PMID 7821222 . 
  15. ^ Ван GL, Jiang BH, Rue EA, Semenza GL (июнь 1995). «Индуцируемый гипоксией фактор 1 представляет собой основной гетеродимер спираль-петля-спираль-PAS, регулируемый клеточным натяжением O2» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 92 (12): 5510–4. DOI : 10.1073 / pnas.92.12.5510 . PMC 41725 . PMID 7539918 .  
  16. ↑ Grove C, De Masi F и др. (2009). «Многопараметрическая сеть показывает обширное расхождение между факторами транскрипции bHLH C. elegans» . Cell . 138 (2): 314–27. DOI : 10.1016 / j.cell.2009.04.058 . PMC 2774807 . PMID 19632181 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • PDOC00038 в PROSITE
  • Basic + Helix-Loop-Helix + Transcription + Factors в Национальной медицинской библиотеке США по предметным заголовкам по медицинским предметам (MeSH)
  • Семейство bHLH в PlantTFDB: База данных факторов транскрипции растений