Омега цикл [1] [2] является нерегулярными белками структурным мотива , состоящий из петли из шести или более аминокислотных остатков , и любой аминокислотной последовательности. Определяющей характеристикой является то, что остатки, составляющие начало и конец петли, расположены близко друг к другу в пространстве без промежуточных длин регулярных вторичных структурных мотивов. Он назван в честь своей формы, напоминающей заглавную греческую букву Омега (Ω) .
Состав
Петли Омега, будучи нерегулярными, неповторяющимися вторичными структурными единицами, имеют разнообразную трехмерную форму. Формы петель омега анализируются для выявления повторяющихся паттернов двугранных углов и общей формы петель, чтобы помочь определить потенциальную роль в сворачивании и функционировании белка. [3] [4]
Поскольку петли почти всегда находятся на поверхности белка, часто предполагается, что эти структуры гибкие; однако разные петли омега демонстрируют диапазон гибкости в разных временных масштабах движения белков и были идентифицированы как играющие роль в сворачивании некоторых белков, включая обратную транскриптазу ВИЧ-1 ; [5] [6] цитохром с ; [7] [8] и нуклеазы . [9] [10]
Функция
Петли Омега могут способствовать функции белка . Так , например, омега - петли могут помочь стабилизировать взаимодействие между белком и лигандом , например, в ферменте триозофосфатизомеразе , [11] и может непосредственно влиять на функцию белка в других ферментах. [12] [13] наследственные расстройства свертывания крови вызвано одноузельной мутации в петле омега белка С . [14]
Аналогичным образом, петли омега играют интересную роль в функции бета-лактамаз : мутации в «области петли омега» бета-лактамазы могут изменять ее специфическую функцию и профиль субстрата, [15] [16] [17], возможно, из-за на важную функциональную роль взаимосвязанной динамики региона. [18]
Цитохром с
Петли Омега давно признаны также из-за их важности в функции и сворачивании белка цитохрома с , обеспечивая как ключевые функциональные остатки, так и важные динамические свойства. [19] [20] [21] Многие исследователи изучали функцию и динамику омега-петли в конкретных белковых системах, используя так называемый подход «перестановки петель», при котором петли меняются местами между (обычно) гомологичными белками. [22] [23] [24]
Рекомендации
- ^ Лещинский, JF; Rose, GD (14 ноября 1986 г.). «Петли в глобулярных белках: новая категория вторичной структуры». Наука . 234 (4778): 849–855. Bibcode : 1986Sci ... 234..849L . DOI : 10.1126 / science.3775366 . PMID 3775366 .
- ^ Фетроу, Дж. С. (июнь 1995 г.). «Петли Омега: нерегулярные вторичные структуры, важные для функции и стабильности белка». FASEB J . 9 (9): 708–17. DOI : 10.1096 / fasebj.9.9.7601335 . PMID 7601335 . S2CID 23775489 .
- ^ Ладонь; Дасгупта, S (1 июня 2003 г.). «Природа поворота в омега-петлях белков». Белки . 51 (4): 591–606. DOI : 10.1002 / prot.10376 . PMID 12784218 . S2CID 44815936 .
- ^ Дхар, Дж; Чакрабарти, П. (июнь 2015 г.). «Определение петлевых структур в белках на основе составных имитаторов β-поворотов» . Protein Eng Des Sel . 28 (6): 153–61. DOI : 10,1093 / белок / gzv017 . PMID 25870305 .
- ^ Магер, П.П. (декабрь 1996 г.). «Молекулярное моделирование паттернов сворачивания омега-петли (от Tyr181 до Tyr188) обратной транскриптазы ВИЧ-1». Drug des Discov . 14 (3): 213–23. PMID 9017364 .
- ^ Магер, ПП; Вальтер, Х (декабрь 1996 г.). «Гидрофильная омега-петля (от Tyr181 до Tyr188) в области связывания без субстрата обратной транскриптазы ВИЧ-1». Drug des Discov . 14 (3): 225–39. PMID 9017365 .
- ^ Maity, H; Rumbley, JN; Englander, SW (1 мая 2006 г.). «Функциональная роль белкового фолдона - фолдона с омега-петлей контролирует щелочной переход в феррицитохроме с». Белки . 63 (2): 349–55. CiteSeerX 10.1.1.596.3784 . DOI : 10.1002 / prot.20757 . PMID 16287119 . S2CID 38183696 .
- ^ Caroppi, P; Синибальди, Ф; Santoni, E; Howes, BD; Fiorucci, L; Ферри, Т; Ascoli, F; Смулевич, Г; Сантуччи, Р. (декабрь 2004 г.). «Омега-петля 40-х играет решающую роль в стабильности и щелочном конформационном переходе цитохрома с». J Biol Inorg Chem . 9 (8): 997–1006. DOI : 10.1007 / s00775-004-0601-9 . PMID 15503233 . S2CID 2130725 .
- ^ Vu, ND; Feng, H; Бай, Y (30 марта 2004 г.). «Путь сворачивания барназа: ограничивающее скорость переходное состояние и скрытый промежуточный продукт в естественных условиях». Биохимия . 43 (12): 3346–56. DOI : 10.1021 / bi0362267 . PMID 15035606 .
- ^ Ван, Х; Ван, М; Тонг, Y; Шан, L; Ван, Дж (октябрь 2006 г.). «Исследование способности к укладке и остаточных структур в 1-79 остатках фрагмента стафилококковой нуклеазы биофизическими методами и методами ЯМР». Биохимия . 88 (10): 1343–55. DOI : 10.1016 / j.biochi.2006.05.002 . PMID 17045725 .
- ^ Сян, Дж; Юнг, JY; Сэмпсон, Н.С. (14 сентября 2004 г.). «Энтропийное воздействие на белковые петли: реакция, катализируемая триозофосфатизомеразой». Биохимия . 43 (36): 11436–45. DOI : 10.1021 / bi049208d . PMID 15350130 .
- ^ Нойгауз, ФК (сентябрь 2011 г.). «Роль омега-петли в определении специфичности в субсайте 2 D-аланин: D-аланин (D-лактат) лигазы из Leuconostoc mesenteroides: молекулярное исследование стыковки». Модель графа Дж. Моля . 30 : 31–7. DOI : 10.1016 / j.jmgm.2011.06.002 . PMID 21727015 .
- ^ Sampson, NS; Kass, IJ; Гошрой, КБ (21 апреля 1998 г.). «Оценка роли омега-петли холестериноксидазы: мутант по усеченной петле изменил субстратную специфичность». Биохимия . 37 (16): 5770–8. DOI : 10.1021 / bi973067g . PMID 9548964 .
- ^ Престон, Р.Дж.; Морс, C; Murden, SL; Брэди, СК; О'Доннелл, Дж. С.; Мамфорд, AD (март 2009 г.). «Замена омега-петли протеина C Asn2Ile связана со снижением антикоагулянтной активности протеина C» . Br J Haematol . 144 (6): 946–53. DOI : 10.1111 / j.1365-2141.2008.07550.x . PMID 19133979 . S2CID 1618500 .
- ^ Левитт, П.С.; Папп-Уоллес, КМ; Тарасила, Массачусетс; Hujer, AM; Винклер, М.Л .; Смит, К.М.; Сюй, Y; Харрис, Мэн; Бономо, РА (14 сентября 2013 г.). «Изучение роли консервативного остатка класса A в Ω-петле β-лактамазы KPC-2: механизм гидролиза цефтазидима» . J Biol Chem . 287 (38): 31783–93. DOI : 10.1074 / jbc.M112.348540 . PMC 3442512 . PMID 22843686 .
- ^ Стояноски, V; Чоу, округ Колумбия; Hu, L; Шанкаран, Б; Гилберт, HF; Prasad, BV; Палцкилл, Т. (17 апреля 2015 г.). «Тройной мутант в Ω-петле β-лактамазы ТЕМ-1 изменяет профиль субстрата через большое конформационное изменение и изменение общей основы для катализа» . J Biol Chem . 290 (16): 10382–94. DOI : 10.1074 / jbc.M114.633438 . PMC 4400348 . PMID 25713062 .
- ^ Датта, М; Кар, Д; Бансал, А; Чакраборти, S; Гош, А.С. (апрель 2015 г.). «Одиночная аминокислотная замена в Ω-подобной петле E. coli PBP5 нарушает ее способность поддерживать форму клетки и внутреннюю устойчивость к бета-лактамам» . Микробиология . 161 (Pt 4): 895–902. DOI : 10.1099 / mic.0.000052 . PMID 25667006 .
- ^ Браун, младший; Livesay, DR (27 мая 2015 г.). «Корреляция гибкости между активными участками сайта сохраняется у четырех ферментов β-лактамазы AmpC» . PLOS ONE . 10 (5): e0125832. Bibcode : 2015PLoSO..1025832B . DOI : 10.1371 / journal.pone.0125832 . PMC 4446314 . PMID 26018804 .
- ^ McClelland, LJ; Сигрейвс, С.М. Хан, МК; Черный, ММ; Банди, S; Калбертсон, Дж. Э .; Bowler, BE (июль 2015 г.). «Реакция динамики Ω-петли D на усечение триметиллизина 72 дрожжевого изо-1-цитохрома c зависит от природы деформации петли» . J Biol Inorg Chem . 20 (5): 805–19. DOI : 10.1007 / s00775-015-1267-1 . PMC 4485566 . PMID 25948392 .
- ^ Кришна, ММ; Линь, У; Rumbley, JN; Englander, SW (1 августа 2003 г.). «Кооперативные петли омега в цитохроме с: роль в складывании и функции». J Mol Biol . 331 (1): 29–36. DOI : 10.1016 / s0022-2836 (03) 00697-1 . PMID 12875833 .
- ^ Фетроу, JS; Dreher, U; Виланд, диджей; Schaak, DL; Boose, TL (апрель 1998 г.). «Мутагенез гистидина 26 демонстрирует важность взаимодействий петля-петля и петля-белок для функции изо-1-цитохрома с» . Protein Sci . 7 (4): 994–1005. DOI : 10.1002 / pro.5560070417 . PMC 2143970 . PMID 9568906 .
- ^ Takehara, S; Онда, М; Чжан, Дж; Нишияма, М; Ян, Х; Миками, Б; Ломас, Д.А. (24 апреля 2009 г.). «Кристаллическая структура 2.1-A природного нейросерпина обнаруживает уникальные структурные элементы, которые способствуют конформационной нестабильности». J Mol Biol . 388 (1): 11–20. DOI : 10.1016 / j.jmb.2009.03.007 . PMID 19285087 .
- ^ Мерфи, Мэн; Фетроу, JS; Бертон, RE; Brayer, GD (сентябрь 1993 г.). «Структура и функция замены омега-петли А в цитохроме с» . Protein Sci . 2 (9): 1429–40. DOI : 10.1002 / pro.5560020907 . PMC 2142463 . PMID 8401228 .
- ^ Фетроу, JS; Cardillo, TS; Шерман, Ф (1989). «Делеции и замены петель омега в дрожжевом изо-1-цитохроме с». Белки . 6 (4): 372–81. DOI : 10.1002 / prot.340060404 . PMID 2560195 . S2CID 25525703 .