Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Цистиновый узелок
PDB 1hcn EBI.jpg
Структура хорионического гонадотропина человека. [1]
Идентификаторы
СимволCys_knot
PfamPF00007
Клан пфамCL0079
ИнтерПроIPR006208
SCOP21hcn / SCOPe / SUPFAM
Доступные белковые структуры:
Pfam  структуры / ECOD  
PDBRCSB PDB ; PDBe ; PDBj
PDBsumкраткое изложение структуры
PDB1fl7 , 1hcn , 1hrp , 1qfw , 1xwd

Цистин узел представляет собой белок , структурный мотив , содержащий три дисульфидных мостика (образованные из пар цистеиновых остатков). Участки полипептида , расположенные между двумя из них, образуют петлю, через которую проходит третья дисульфидная связь, образуя субструктуру ротаксана . Мотив цистинового узла стабилизирует структуру белка и сохраняется в белках у разных видов. [2] [3] [4] Существует три типа цистиновых узлов, которые различаются топологией дисульфидных связей: [5]

Цистиновый узел фактора роста был впервые обнаружен в структуре фактора роста нервов (NGF), решен с помощью рентгеновской кристаллографии и опубликован в 1991 году Томом Бланделлом в Nature . [6] GFCK присутствует в четырех суперсемействах. К ним относятся фактор роста нервов, трансформирующий фактор роста бета (TGF-β), фактор роста тромбоцитов и гликопротеиновые гормоны, включая хорионический гонадотропин человека . Они структурно связаны из-за наличия мотива цистинового узла, но различаются по последовательности. [7]Все определенные структуры GFCK являются димерными, но способы их димеризации в разных классах различны. [8] фактор роста эндотелия сосудов подсемейства, классифицируется как часть тромбоцитарного фактора роста надсемейства, включает в себя белки , которые являются ангиогенные факторы. [9]

Присутствие мотива циклического цистинового узла (CCK) было обнаружено при выделении циклотидов из различных семейств растений. Мотив CCK имеет циклический остов, трехцепочечный бета-лист и конформацию цистинового узла. [10]

Новые белки добавляются к семейству мотивов цистинового узла, также известному как белки С-концевого цистинового узла (CTCK). Они имеют примерно 90 аминокислотных остатков в своих богатых цистеином С-концевых областях. [9]

Цистиновый узел-ингибитор (ICK) представляет собой структурный мотив с трехцепочечным антипараллельным бета-листом, связанным тремя дисульфидными связями, образуя узловое ядро. Мотив ICK можно найти в категории филюмов , таких как животные и растения. Он часто содержится во многих ядовитых пептидах, таких как пептиды улиток, пауков и скорпионов. Пептид K-PVIIA, содержащий ICK, может успешно подвергаться ферментативной циклизации скелета . Дисульфидная связность и общий паттерн последовательности мотива ICK обеспечивает стабильность пептидов, которые поддерживают циклизацию. [11]

Последствия употребления наркотиков [ править ]

Стабильность и структура мотива цитозинового узла подразумевают возможные применения в разработке лекарств . Водородная связь между дисульфидными связями в структуре мотива и бета-слоями приводит к высокоэффективной стабилизации структуры. Кроме того, размер мотива составляет примерно 30 аминокислотных остатков. [12] Эти две характеристики делают эту биомолекулу привлекательной для использования для доставки лекарств, поскольку она демонстрирует термостабильность, химическую стабильность и протеолитическую устойчивость. Биологическая активность этих молекул частично обусловлена ​​их уникальным взаимоблокирующим расположением и основной цепью циклизованного пептида, которая содержит консервативную последовательность, общую для циркулинов. [12]Циркулины ранее были идентифицированы при скрининге на активность против ВИЧ. [13] Исследования показали, что белки цистинового узла можно инкубировать при температуре 65 ° C или помещать в 1 н. HCl / 1 н. NaOH без потери структурной и функциональной целостности. [14] Его устойчивость к пероральным протеазам и некоторым кишечным протеазам позволяет предположить, что его можно использовать для пероральной доставки. Возможные будущие применения включают обезболивание, а также противовирусные и антибактериальные функции. [14]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Wu H, Lustbader JW, Liu Y, Кэнфилд RE, Хендриксон WA (июнь 1994). «Структура хорионического гонадотропина человека при разрешении 2,6 A по результатам анализа MAD селенометионилового белка» . Структура . 2 (6): 545–58. DOI : 10.1016 / s0969-2126 (00) 00054-X . PMID  7922031 .
  2. ^ "Цистиновые узлы" . Веб-страница Cyclotide .
  3. ^ Шербет, Г. В. (2011), «Фактор роста семья» , факторы роста и их рецепторы в клеточной дифференциации, рак и лечение рака , Elsevier, стр 3-5. Дои : 10.1016 / b978-0-12-387819-9.00002- 5 , ISBN 9780123878199, получено 01.05.2019
  4. ^ Витт, Урсула А .; Hsu, Sheau Y .; Сюэ, Аарон JW (01.05.2001). «Эволюция и классификация гормонов, содержащих цистиновый узел, и родственных внеклеточных сигнальных молекул» . Молекулярная эндокринология . 15 (5): 681–694. DOI : 10.1210 / mend.15.5.0639 . ISSN 0888-8809 . PMID 11328851 .  
  5. ^ Daly NL, Крейк DJ (июнь 2011). «Биоактивные белки цистинового узла». Текущее мнение в химической биологии . 15 (3): 362–8. DOI : 10.1016 / j.cbpa.2011.02.008 . PMID 21362584 . 
  6. ^ PDB : 1bet ; McDonald NQ, Lapatto R, Murray-Rust J, Gunning J, Wlodawer A, Blundell TL (декабрь 1991 г.). «Новая белковая складка обнаружена кристаллической структурой фактора роста нервов с разрешением 2.3-A». Природа . 354 (6352): 411–4. Bibcode : 1991Natur.354..411M . DOI : 10.1038 / 354411a0 . PMID 1956407 . 
  7. Перейти ↑ Sun PD, Davies DR (1995). «Надсемейство факторов роста цистиновых узлов» . Ежегодный обзор биофизики и структуры биомолекул . 24 (1): 269–91. DOI : 10.1146 / annurev.bb.24.060195.001413 . PMID 7663117 . 
  8. ↑ Jiang X, Dias JA, He X (январь 2014 г.). «Структурная биология гликопротеиновых гормонов и их рецепторов: понимание передачи сигналов» . Молекулярная и клеточная эндокринология . 382 (1): 424–451. DOI : 10.1016 / j.mce.2013.08.021 . PMID 24001578 . 
  9. ^ а б Айер С., Ачарья К.Р. (ноябрь 2011 г.). «Связывание узла: сигнатура цистина и процессы молекулярного распознавания семейства сосудистых эндотелиальных факторов роста ангиогенных цитокинов» . Журнал FEBS . 278 (22): 4304–22. DOI : 10.1111 / j.1742-4658.2011.08350.x . PMC 3328748 . PMID 21917115 .  
  10. ^ Крейк DJ, Daly NL, Бонд T, Waine C (декабрь 1999). «Циклотиды растений: уникальное семейство циклических и узловых белков, которые определяют структурный мотив циклического цистинового узла». Журнал молекулярной биологии . 294 (5): 1327–36. DOI : 10.1006 / jmbi.1999.3383 . PMID 10600388 . 
  11. ^ Kwon, Soohyun; Босманс, Франк; Каас, Квентин; Ченеваль, Оливер; Cinibear, Anne C; Розенгрен, К. Йохан; Ван, Конан К.; Шредер, Кристина I; Крейк, Дэвид Дж (19 апреля 2016 г.). «Эффективная ферментативная циклизация ингибирующего цистинового узла пептида» . Биотехнология и биоинженерия . 113 (10): 2202–2212. DOI : 10.1002 / bit.25993 . PMC 5526200 . PMID 27093300 .  
  12. ^ а б Колмар, Харальд. «Биологическое разнообразие и терапевтический потенциал природных и искусственно созданных минипротеинов цистинового узла». Current Opinion in Pharmacology, vol. 9, вып. 5, 2009, стр. 608–614., DOI: 10.1016 / j.coph.2009.05.004.
  13. ^ KR Gustafson, RC Sowder II, LE Henderson, IC Parsons, Y. Kashman, JH Cardellina II, JB McMahon, RW Buckheit Jr., LK Pannell, MR Boyd Circulins A и B: новые макроциклические пептиды, ингибирующие ВИЧ, из тропического дерева Chassalia parvifolia J. Am. Chem. Soc., 116 (1994), стр. 9337-9338.
  14. ^ а б Крейк, Дэвид Дж. и др. «Мотив цистинового узла в токсинах и значение для разработки лекарств». Токсикон, т. 39, нет. 1, 2001, стр. 43–60., DOI: 10.1016 / s0041-0101 (00) 00160-4.