stringtranslate.com

Структурный мотив

В цепочечной биологической молекуле , такой как белок или нуклеиновая кислота , структурный мотив представляет собой общую трехмерную структуру , которая появляется во множестве различных, эволюционно не связанных молекул. [1] Структурный мотив не обязательно должен быть связан с мотивом последовательности ; он может быть представлен различными и совершенно не связанными последовательностями в различных белках или РНК.

В нуклеиновых кислотах

В зависимости от последовательности и других условий нуклеиновые кислоты могут образовывать различные структурные мотивы, которые, как считается, имеют биологическое значение.

Стебель-петля
Внутримолекулярное спаривание оснований типа «стебель-петля» — это паттерн, который может встречаться в одноцепочечной ДНК или, чаще, в РНК. [2] Структура также известна как шпилька или шпильковая петля. Она возникает, когда два участка одной и той же цепи, обычно комплементарные по последовательности нуклеотидов при чтении в противоположных направлениях, спариваются с образованием двойной спирали, которая заканчивается неспаренной петлей. Полученная структура является ключевым строительным блоком многих вторичных структур РНК.
ДНК крестообразной формы
Крестообразная ДНК — это форма не-B-ДНК, которой требуется последовательность из как минимум 6 нуклеотидов инвертированных повторов для формирования структуры, состоящей из стебля, точки разветвления и петли в форме креста, стабилизированной отрицательной суперспирализацией ДНК . [3] Описаны два класса крестообразных ДНК: свернутые и развернутые.
G-квадруплекс
Вторичные структуры G-квадруплекса (G4) образуются в нуклеиновых кислотах последовательностями, богатыми гуанином . [4] Они имеют спиральную форму и содержат тетрады гуанина, которые могут образовываться из одной, [5] двух [6] или четырех нитей. [7]
D-петля
Петля смещения или D-петля — это структура ДНК , в которой две нити двухцепочечной молекулы ДНК разделены для растяжения и удерживаются врозь третьей нитью ДНК. [8] R -петля похожа на D-петлю, но в этом случае третья нить — это РНК, а не ДНК. [9] Третья нить имеет базовую последовательность, которая комплементарна одной из основных нитей и спаривается с ней, таким образом вытесняя другую комплементарную основную нить в регионе. В этом регионе структура, таким образом, является формой трехцепочечной ДНК . Диаграмма в статье, вводящей этот термин, иллюстрирует D-петлю формой, напоминающей заглавную букву «D», где смещенная нить образовала петлю «D». [10]

В белках

В белках структурный мотив описывает связь между вторичными структурными элементами. Отдельный мотив обычно состоит всего из нескольких элементов, например, мотив «спираль-поворот-спираль», который имеет всего три. Обратите внимание, что, хотя пространственная последовательность элементов может быть идентична во всех случаях мотива, они могут быть закодированы в любом порядке в базовом гене . В дополнение к вторичным структурным элементам структурные мотивы белков часто включают петли переменной длины и неопределенной структуры. Структурные мотивы могут также появляться в виде тандемных повторов .

Бета-шпилька
Крайне распространено. Две антипараллельные бета-цепи, соединенные плотным поворотом нескольких аминокислот между ними.
греческий ключ
Четыре бета-нити, три из которых соединены шпильками, четвертая завернута сверху.
петля омега
Цикл, в котором остатки, составляющие начало и конец цикла, расположены очень близко друг к другу. [11]
Спираль-петля-спираль
Состоит из альфа-спиралей , связанных петлеобразным участком аминокислот. Этот мотив наблюдается в факторах транскрипции.
Цинковый палец
Две бета-цепи с альфа-спиральным концом, сложенным для связывания иона цинка . Важен в ДНК-связывающих белках.
Спираль-поворот-спираль
Две α-спирали, соединенные короткой цепочкой аминокислот, обнаружены во многих белках, регулирующих экспрессию генов. [12]
Гнездо
Чрезвычайно распространено. Три последовательных аминокислотных остатка образуют анион-связывающую вогнутость. [13]
Ниша
Чрезвычайно распространено. Три или четыре последовательных аминокислотных остатка формируют катион-связывающую функцию. [14]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Йоханссон, MU (23 июля 2012 г.). «Определение и поиск структурных мотивов с использованием DeepView/Swiss-PdbViewer». BMC Bioinformatics . 13 (173): 173. doi : 10.1186/1471-2105-13-173 . PMC  3436773. PMID  22823337 .
  2. ^ Большой, Александр (2010). Геномная кластеризация: от лингвистических моделей к классификации генетических текстов. Springer. стр. 47. ISBN 9783642129513. Получено 24 марта 2021 г. .
  3. ^ Шляхтенко ЛС, Потаман ВН, Синден РР, Любченко ЮЛ (июль 1998). "Структура и динамика суперспиралестабилизированных ДНК крестообразных форм". J. Mol. Biol . 280 (1): 61–72. CiteSeerX 10.1.1.555.4352 . doi :10.1006/jmbi.1998.1855. PMID  9653031. 
  4. ^ Routh ED, Creacy SD, Beerbower PE, Akman SA, Vaughn JP, Smaldino PJ (март 2017 г.). «Подход сродства G-квадруплексной ДНК к очистке ферментативно активной G4 Resolvase1». Journal of Visualized Experiments . 121 (121). doi :10.3791/55496. PMC 5409278 . PMID  28362374. 
  5. ^ Largy E, Mergny JL, Gabelica V (2016). "Глава 7. Роль ионов щелочных металлов в структуре и стабильности G-квадруплексной нуклеиновой кислоты". В Astrid S, Helmut S, Roland KO S (ред.). Ионы щелочных металлов: их роль в жизни (PDF) . Ионы металлов в науках о жизни. Том 16. Springer. стр. 203–258. doi :10.1007/978-3-319-21756-7_7. ISBN 978-3-319-21755-0. PMID  26860303.
  6. ^ Sundquist WI, Klug A (декабрь 1989). "Теломерная ДНК димеризуется путем образования тетрад гуанина между петлями шпильки". Nature . 342 (6251): 825–9. Bibcode :1989Natur.342..825S. doi :10.1038/342825a0. PMID  2601741. S2CID  4357161.
  7. ^ Сен Д., Гилберт В. (июль 1988 г.). «Формирование параллельных четырехцепочечных комплексов богатыми гуанином мотивами в ДНК и его влияние на мейоз». Nature . 334 (6180): 364–6. Bibcode :1988Natur.334..364S. doi :10.1038/334364a0. PMID  3393228. S2CID  4351855.
  8. ^ ДеПамфилис, Мелвин (2011). Геномная дупликация. Garland Science, Taylor & Francis Group, LLC. стр. 419. ISBN 9780415442060. Получено 24 марта 2021 г. .
  9. ^ Аль-Хадид, Кайс (1 июля 2016 г.). «R-петля: новый регулятор динамики хроматина». Acta Biochim Biophys Sin (Шанхай) . 48 ( 7): 623–31. doi : 10.1093/abbs/gmw052 . PMC 6259673. PMID  27252122. 
  10. ^ Касамацу, Х.; Робберсон, Д.Л.; Виноград, Дж. (1971). «Новая замкнутая кольцевая митохондриальная ДНК со свойствами реплицирующегося промежуточного продукта». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 68 (9): 2252–2257. Bibcode : 1971PNAS...68.2252K. doi : 10.1073 /pnas.68.9.2252 . PMC 389395. PMID  5289384. 
  11. ^ Хеттиараччи, Навам С. (2012). Пищевые белки и пептиды: химия, функциональность, взаимодействия и коммерциализация. CRC Press Taylor & Francis Group. стр. 16. ISBN 9781420093421. Получено 24 марта 2021 г. .
  12. ^ Дубей, RC (2014). Передовая биотехнология. S Chand Publishing. стр. 505. ISBN 978-8121942904. Получено 24 марта 2021 г. .
  13. ^ Милнер-Уайт, Э. Джеймс (26 сентября 2011 г.). «Функциональные возможности самых ранних пептидов и возникновение жизни». Гены . 2 (4): 674. doi : 10.3390/genes2040671 . PMC 3927598. PMID  24710286 . 
  14. ^ Милнер-Уайт, Э. Джеймс (26 сентября 2011 г.). «Функциональные возможности самых ранних пептидов и возникновение жизни». Гены . 2 (4): 678. doi : 10.3390/genes2040671 . PMC 3927598. PMID  24710286 . 

Дальнейшее чтение