Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Гнездо представляет собой тип белка структурного мотива . Это небольшая повторяющаяся функция связывания анионов как белков, так и пептидов . [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]] Каждый состоит из атомов основной цепи трех последовательных аминокислотных остатков. Группы NH основной цепи связывают анионы, в то время как атомы боковой цепи часто не участвуют. В остатках пролина отсутствуют группы NH, поэтому они редко встречаются в гнездах. В среднем около одного из 12 аминокислотных остатков в белках приходится на гнездо.

Гнездо RL привязано к яйцу кислородом. атомы углерода серые, атомы кислорода красные и атомы азота синие. Атомы водорода опущены. Водородные связи - серые пунктирные линии.

Конформации гнезд [ править ]

Конформация гнезда такова, что группы NH первого и третьего аминокислотных остатков могут быть связаны водородными связями с отрицательно заряженным или частично отрицательно заряженным атомом, часто с атомом кислорода. NH второго остатка также может быть связан водородной связью с тем же атомом, но обычно указывает несколько в сторону. Эти атомы основной цепи образуют углубление, называемое гнездом, в которое помещается анионный атом. Такие анионные атомы иногда называют яйцами, и более одного яйца может быть связано с гнездом. Оксианион отверстие кишечника сериновых протеаз является функциональным примером гнезда. Другой происходит на дне глубокой полости в антибиотическом пептиде ванкомицине, который связывает ключкарбоксилатная группа, используемая на заключительных стадиях синтеза клеточной стенки бактерий , тем самым предотвращая размножение бактериальных клеток.

Гнезда определяются конформацией атомов главной цепи, а именно двугранными углами фи, пси первых двух аминокислот в гнезде. Для типичного (RL) гнездо фи я = -90 °; psi i = 0 °; фи я + 1 = 80 °; фунт / кв. дюйм i + 1 = 20 °.

Гнезда различаются по степени вогнутости. У некоторых так мало, что теряется вогнутость; эти пептиды часто связывают катионы через свои CO-группы основной цепи, а не анионы через свои NH-группы. Фильтр специфичности калиевого канала [10] и водный канал аквапорина демонстрируют эту более линейную конформацию, в которой карбонильные группы используются белками для транспортировки молекул через мембраны. Эта почти линейная конформация также встречается в нити альфа-листа [11] [12] [13]

Составные гнезда [ править ]

Если два гнезда перекрываются так, что остаток i + 1 первого гнезда является остатком i второго гнезда, формируется составное гнездо. В нем четыре группы NH вместо трех. Если три гнезда перекрываются так, что остатки i + 1 и i + 2 первого гнезда являются остатком i второго и третьего гнезда, формируется более широкое составное гнездо с пятью группами NH и так далее. Атомы основной цепи образуют часть неполного кольца, причем все группы NH ориентированы примерно к центру кольца. Поскольку их вогнутости часто шире, чем у простых гнезд, составные гнезда обычно используются белками для связывания многоатомных анионов, таких как фосфаты , как в P-петле или мотивах Уокера , и в кластерах железо-сера.. Было показано, что синтезированный пептид Ser-Gly-Ala-Gly-Lys-Thr, сконструированный как минимальная пептидная P-петля , сильно связывает неорганический фосфат при нейтральном pH. [14]

Типы гнезд [ править ]

Простые гнезда бывают двух видов, называемых RL и LR, в зависимости от знака углов фи первых двух остатков гнезда. Остатки R имеют отрицательные значения phi (как в правой альфа-спирали), а остатки L имеют положительные значения phi (как в левой альфа-спирали ). Восемьдесят процентов гнезд являются RL и 20% - LR. Когда два гнезда перекрываются, они могут быть RLR или LRL. Когда три гнезда перекрываются, они могут быть RLRL или LRLR и так далее.

Каждая петля Шеллмана включает гнездо RL в последних трех из шести своих остатков. Гнездо связывает последовательно предшествующие ему карбонильные атомы кислорода.

У ряда белков антител есть гнезда RLR внутри шпилечных петель их CDR Н-цепи ( определяющих комплементарность областей ), связанных с боковой цепью карбоксилата. Они были созданы для получения моноклональных антител, содержащих гнездо, специфичных для белков с фосфорилированными серинами и треонинами . [15]

Большинство доменов PDZ имеют гнездо RL в начале первой бета-цепи с функцией распознавания карбоксилатной группы на С-конце пептида или белкового лиганда домена. [16]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Уотсон, JD; Милнер-Уайт (2002). «Новый сайт связывания анионов основной цепи в белках: гнездо. Конкретная комбинация значений phi, psi в последовательных остатках дает начало сайтам связывания анионов, которые встречаются обычно и часто находятся в функционально важных областях». Журнал молекулярной биологии . 315 (2): 171–182. DOI : 10.1006 / jmbi.2001.5227 . PMID  11779237 .
  2. ^ Pal, D; Зунель (2002). «Новые принципы строения белков: гнезда, яйца и что дальше?». Angew Chem Int Ed . 41 (24): 4663–4665. DOI : 10.1002 / anie.200290009 . PMID 12481319 . 
  3. ^ Милнер-Уайт, EJ; Ниссинк (2004). «Повторяющиеся анион-связывающие мотивы основной цепи в коротких полипептидах: гнезда» . Acta Crystallographica Раздел D . D60 (11): 1935–1942. DOI : 10.1107 / s0907444904021390 . PMID 15502299 . 
  4. ^ Pajewski, R; Фердани (2005). «Катионная зависимость комплексообразования хлорид-иона с помощью разомкнутых рецепторных молекул в растворе хлороформа». Журнал Американского химического общества . 127 (51): 18281–18295. DOI : 10.1021 / ja0558894 . PMID 16366583 . 
  5. ^ Беркессель, А; Кох (2006). «Асимметричное эпоксидирование енона твердофазными связанными пептидами: дополнительные доказательства спиральности катализатора и каталитической активности отдельных цепей». Биополимеры . 84 (1): 90–96. DOI : 10.1002 / bip.20413 . PMID 16283656 . 
  6. ^ Милнер-Уайт, EJ; Рассел (2006). «Предсказание конформации белков и пептидов на ранней стадии эволюции» . Биология Директ . 3 : 3. DOI : 10.1186 / 1745-6150-3-3 . PMC 2241844 . PMID 18226248 .  
  7. ^ Уотсон, JD; Ласковски (2005). «ProFunc: сервер для предсказания функции белка по трехмерной структуре» . Исследования нуклеиновых кислот . 33 (веб-сервер): W89 – W93. DOI : 10.1093 / NAR / gki414 . PMC 1160175 . PMID 15980588 .  
  8. ^ Лэнгтон, MJ; Serpell CJ; Пивной ПД (2016). «Распознавание анионов в воде: последние достижения с надмолекулярной и макромолекулярной точки зрения» . Angewandte Chemie International Edition . 55 (6): 1974–1987. DOI : 10.1002 / anie.201506589 . PMC 4755225 . PMID 26612067 .  
  9. ^ Cremer, P; Flood AS; Гибб BC; Мобли Д.Л. (2018). «Совместные пути к прояснению мутных вод водной надмолекулярной химии» . Химия природы . 10 (1): 8–16. DOI : 10.1038 / nchem.2894 . PMID 29256514 . 
  10. ^ Уотсон, JD; Милнер-Уайт (2002). «Конформации полипептидных цепей, в которых части основной цепи последовательных остатков являются энантиомерами. Их наличие в катионных и анион-связывающих областях белков». Журнал молекулярной биологии . 315 (15): 183–191. DOI : 10.1006 / jmbi.2001.5228 . PMID 11779238 . 
  11. ^ Милнер-Уайт, EJ; Уотсон (2006). «Образование амилоида может включать взаимное преобразование альфа- в бета-листы посредством переворачивания пептидной плоскости». Структура . 14 (9): 1369–1376. DOI : 10.1016 / j.str.2006.06.016 . PMID 16962968 . 
  12. ^ Хейворд, S; Милнер-Уайт (2008). «Геометрия α-листа: последствия для его возможной функции в качестве предшественника амилоида в белках». Белки . 71 (1): 415–425. DOI : 10.1002 / prot.21717 . PMID 17957773 . 
  13. ^ Хейворд, S; Милнер-Уайт (2011). «Моделирование перехода от β- к α-листу приводит к скрученному листу для антипараллельных и α-нанотрубке для параллельных нитей: последствия для образования амилоида». Белки . 79 (11): 3193–3207. DOI : 10.1002 / prot.23154 . PMID 21989939 . 
  14. ^ Бьянки, А; Георгий А; Ruzza P; Тониоло С. (2013). «Показано, что синтетический гексапептид, напоминающий белковое гнездо P-петли, связывает неорганический фосфат». Белки . 80 (5): 1418–1424. DOI : 10.1002 / prot.24038 . PMID 22275093 . 
  15. ^ Koerber, JT; Томсен Н.Д .; Ханниган БТ; DeGrado WF; Уэллс Дж. А. (2013). «Вдохновленный природой дизайн каркасов специфических антител» . Природа Биотехнологии . 31 (10): 916–921. DOI : 10.1038 / nbt.2672 . PMC 3795957 . PMID 23955275 .  
  16. ^ Ли, HJ; Чжэн ДжДж (2010). «Домены PDZ и их партнеры по связыванию: специфика структуры и модификация» . Сотовая связь и сигнализация . 8 : 8. DOI : 10,1186 / 1478-811x-8-8 . PMC 2891790 . PMID 20509869 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Мотивированные белки: [1] ; [1]
  • PDBeMotif: [2] . [2]
  1. ^ Лидер, ДП; Милнер-Уайт (2009). «Мотивированные белки: веб-приложение для изучения небольших трехмерных белковых мотивов» . BMC Bioinformatics . 10 (1): 60. DOI : 10,1186 / 1471-2105-10-60 . PMC 2651126 . PMID 19210785 .  
  2. ^ Головин, А; Хенрик (2008). «MSDmotif: изучение сайтов и мотивов белков» . BMC Bioinformatics . 9 (1): 312. DOI : 10,1186 / 1471-2105-9-312 . PMC 2491636 . PMID 18637174 .