stringtranslate.com

Анкирин повторить

Повтор анкирина — это мотив из 33 остатков в белках, состоящий из двух альфа-спиралей, разделенных петлями , впервые обнаруженный в сигнальных белках дрожжей Cdc10 и дрозофилы Notch . Домены, состоящие из тандемных повторов анкирина, опосредуют белок-белковые взаимодействия и являются одними из самых распространенных структурных мотивов в известных белках. Они появляются в бактериальных , архейных и эукариотических белках, но гораздо чаще встречаются у эукариот. Белки с повторами анкирина, хотя и отсутствуют в большинстве вирусов, распространены среди поксвирусов . Большинство белков, содержащих мотив, имеют от четырех до шести повторов, хотя его одноименный анкирин содержит 24, а наибольшее известное число повторов — 34, предсказанное в белке, экспрессируемом Giardia lamblia . [2]

Анкириновые повторы обычно складываются вместе, образуя единую линейную соленоидную структуру, называемую доменами анкириновых повторов . Эти домены являются одной из наиболее распространенных платформ взаимодействия белок-белок в природе. Они встречаются в большом количестве функционально разнообразных белков, в основном у эукариот . Несколько известных примеров из прокариот и вирусов могут быть результатом горизонтальных переносов генов. [3] Повтор был обнаружен в белках с разнообразной функцией, таких как инициаторы транскрипции, регуляторы клеточного цикла , цитоскелетные , ионные транспортеры и преобразователи сигналов . Анкириновая складка, по-видимому, определяется ее структурой, а не функцией, поскольку не существует конкретной последовательности или структуры, которая была бы универсально распознана ею.

Принимая во внимание атомную структуру отдельных анкириновых повторов, петля часто представляет собой петлю бета-выпуклости типа 1 , в то время как обе альфа-спирали обычно имеют петлю Шеллмана на своем N-конце .

Роль в сворачивании белка

Мотив последовательности анкиринового повтора изучался с использованием множественного выравнивания последовательностей для определения консервативных аминокислотных остатков, критических для сворачивания и стабильности. Остатки на широкой боковой поверхности структур анкиринового повтора являются изменчивыми, часто гидрофобными и в основном участвуют в опосредовании белок-белковых взаимодействий. Был синтезирован искусственный дизайн белка, основанный на консенсусной последовательности, полученной из выравнивания последовательностей, и было обнаружено, что он стабильно сворачивается , представляя собой первый разработанный белок с множественными повторами. [4] Более обширные стратегии дизайна использовали комбинаторные последовательности для «эволюции» анкириновых повторов, которые распознают определенные белковые мишени, метод, который был представлен как альтернатива дизайну антител для приложений, требующих высокоаффинного связывания. [5] Исследование на основе структуры, включающее ряд анкириновых белков известных структур, показывает, что консенсусные анкириновые белки очень стабильны, поскольку они максимизируют энергетический разрыв между структурами сворачивания и разворачивания, кодируя плотно связанную сеть благоприятных взаимодействий между консервативными мотивами последовательностей, такими как мотив TPLX. [6] Это же исследование показывает, что вставки в каноническом каркасе анкириновых повторов обогащены конфликтными взаимодействиями, которые связаны с функцией. То же самое относится к взаимодействиям, окружающим горячие точки делеции. Они могут быть связаны со сложными переходами сворачивания/разворачивания, которые важны для распознавания и взаимодействия партнера.

Белки с анкириновыми повторами представляют необычную проблему в изучении сворачивания белков , которое в значительной степени сосредоточено на глобулярных белках , которые образуют четко определенную третичную структуру , стабилизированную дальними, нелокальными контактами остаток-остаток . Анкириновые повторы, напротив, содержат очень мало таких контактов (то есть, они имеют низкий порядок контакта ). Большинство исследований показали, что анкириновые повторы сворачиваются в двухстадийном механизме сворачивания, что предполагает высокую степень кооперативности сворачивания, несмотря на локальные межостаточные контакты и очевидную необходимость успешного сворачивания с различным числом повторов. Некоторые доказательства, основанные на синтезе укороченных версий природных повторных белков [7] и на изучении значений phi [8] , предполагают, что C-конец образует сайт зарождения сворачивания.

Клиническое значение

Белки с повторами анкирина связаны с рядом заболеваний человека . К этим белкам относятся ингибитор клеточного цикла p16 , связанный с раком , и белок Notch (ключевой компонент сигнальных путей клетки), который может вызывать неврологическое расстройство CADASIL, когда домен повтора нарушается мутациями. [2]

Специализированное семейство анкириновых белков, известных как мышечные анкириновые повторяющиеся белки (MARP), участвует в восстановлении и регенерации мышечной ткани после повреждения, вызванного травмой и стрессом. [9]

Природная вариация между глутамином и лизином в позиции 703 в 11-м анкириновом повторе ANKK1 , известная как аллель TaqI A1, [10] считается способствующей развитию аддиктивного поведения, такого как ожирение, алкоголизм, никотиновая зависимость и стиль любви Эрос [ требуется ссылка ], а также препятствующей подростковой преступности и невротизму-тревожности. [11] [ неудачная проверка ] Эта вариация может влиять на специфику белковых взаимодействий, осуществляемых протеинкиназой ANKK1 через этот повтор [ требуется ссылка ] .

Человеческие белки, содержащие этот повтор

АБТБ1 ; АБТБ2; ACBD6; АКТБЛ1; АНК1 ; АНК2 ; АНК3 ; АНКАР; АНКДД1А; АНКЕФ1; АНКФИ1 ; АНКХД1 ; АНКИБ1; АНКК1 ; АНКМИ1 ; АНКМИ2; АНКРА2; АНКРД1 ; АНКРД10; АНКРД11 ; АНКРД12; АНКРД13; АНКРД13А; АНКРД13Б; АНКРД13С ; АНКРД13Д; АНКРД15 ; АНКРД16; АНКРД17 ; АНКРД18А; АНКРД18Б; АНКРД19; АНКРД2 ; АНКРД20А1; АНКРД20А2; АНКРД20А3; АНКРД20А4; АНКРД21; АНКРД22; АНКРД23 ; АНКРД24; АНКРД25 ; АНКРД26 ; АНКРД27 ; АНКРД28; АНКРД30А; АНКРД30Б; АНКРД30БЛ; АНКРД32; АНКРД33 ; АНКРД35 ; АНКРД36; АНКРД36Б; АНКРД37; АНКРД38 ; АНКРД39 ; АНКРД40; АНКРД41; АНКРД42; АНКРД43; АНКРД44; АНКРД45; АНКРД46; АНКРД47; ANKRD49  [uk] ; ANKRD50; ANKRD52; ANKRD53; ANKRD54; ANKRD55; ANKRD56; ANKRD57; ANKRD58; ANKRD60; ANKRD6; ANKRD7; ANKRD9; ANKS1A ; ANKS3; ANKS4B ; ANKS6; ANKZF1 ; ASB1 ; ASB10; ASB11; ASB12; ASB13 ; ASB14 ; ASB15; ASB16; ASB2 ; ASB3 ; ASB4; ASB5; ASB6 ; ASB7; ASB8; ASB9; ASZ1 ; BARD1 ; BAT4 ; BAT8; BCL3 ; BCOR ; BCORL1; BTBD11; CAMTA1 ; CAMTA2; CASKIN1; CASKIN2; CCM1 ; CDKN2A ; CDKN2B ; CDKN2C ; CDKN2D ; CENTB1 ; CENTB2 ; CENTB5; CENTG1 ; CENTG2 ; CENTG3 ; CLIP3; CLIP4 ; CLPB ; CTGLF1; CTGLF2; CTGLF3; CTGLF4; CTGLF5; CTTNBP2 ; DAPK1 ; DDEF1 ; DDEF2 ; DDEFL1 ; DGKI; DGKZ ; DP58; DYSFIP1; DZANK; EHMT1 ; EHMT2 ; ESPN ; FANK1; FEM1A ; FEM1B; ГАБПБ2 ; ГИТ1 ; ГИТ2 ; ГЛС; ГЛС2 ; ХАСЕ1 ; ГЕКТД1; ИБТК; ИЛК ; ИНВС ; КИДИНС220 ; КРИТ1 ; ЛРРК1 ; ПОЧТА; МИБ1 ; МИБ2 ; МФОСФ8 ; МТПН ; МИО16; НФКБ1 ; НФКБ2 ; НФКБИА ; НФКБИБ ; НФКБИ ; НФКБИЛ1 ; НФКБИЛ2; ВЫРЕЗ1 ; ВЫРЕЗКА2 ; ВЫРЕЗКА3 ; ВЫРЕЗКА4 ; НРАРП ; НУДТ12 ; ОСБПЛ1А ; ОСТФ1 ; ПЛА2Г6 ; ПОТЕ14; ПОТЕ15; ПОТЕ8; ППП1Р12А ; ППП1Р12Б ; ППП1Р12С ; PPP1R13B ; PPP1R13L ; PPP1R16A; PPP1R16B; PSMD10 ; RAI14 ; RFXANK ; RIPK4 ; RNASEL ; SHANK1 ; SHANK2 ; SHANK3 ; SNCAIP ; TA-NFKBH; TEX14 ; TNKS ; TNKS2 ; TNNI3K ; TP53BP2 ; TRP7; TRPA1 ; TRPC3 ; TRPC4 ; TRPC5 ; TRPC6 ; TRPC7 ; TRPV1 ; TRPV2 ; TRPV3 ; TRPV4 ; TRPV5 ; TRPV6 ; UACA ; USH1G ; ZDHHC13; ZDHHC17 ;

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ PDB : 1N11 ​; Michaely P, Tomchick DR, Machius M, Anderson RG (декабрь 2002 г.). «Кристаллическая структура стопки повторов 12 ANK из человеческого ANK1». EMBO J . 21 (23): 6387–96. doi :10.1093/emboj/cdf651. PMC  136955 . PMID  12456646.
  2. ^ ab Mosavi L, Cammett T, Desrosiers D, Peng Z (2004). «Повтор анкирина как молекулярная архитектура для распознавания белков». Protein Sci . 13 (6): 1435–48. doi :10.1110/ps.03554604. PMC 2279977. PMID 15152081.  Архивировано из оригинала 2004-09-07. 
  3. ^ Борк П. (декабрь 1993 г.). «Сотни анкирин-подобных повторов в функционально разнообразных белках: мобильные модули, которые пересекают типы горизонтально?». Белки . 17 (4): 363–74. doi :10.1002/prot.340170405. PMID  8108379. S2CID  35224626.
  4. ^ Mosavi LK, Minor DL, Peng ZY (декабрь 2002 г.). «Консенсусные структурные детерминанты мотива повтора анкирина». Proc Natl Acad Sci USA . 99 (25): 16029–34. Bibcode : 2002PNAS...9916029M. doi : 10.1073/pnas.252537899 . PMC 138559. PMID  12461176 . 
  5. ^ Binz HK, Amstutz P, Kohl A, et al. (Май 2004). «Высокоаффинные связыватели, выбранные из разработанных библиотек белковых повторов анкирина». Nat. Biotechnol . 22 (5): 575–82. doi :10.1038/nbt962. PMID  15097997. S2CID  1191035.
  6. ^ Parra RG, Espada R, Verstraete N, Ferreiro DU и др. (декабрь 2015 г.). «Структурная и энергетическая характеристика семейства белков с анкириновым повтором». PLOS Comput. Biol . 12 (11): 575–82. Bibcode : 2015PLSCB..11E4659P. doi : 10.1371 /journal.pcbi.1004659 . PMC 4687027. PMID  26691182. 
  7. ^ Чжан Б., Пэн З. (июнь 2000 г.). «Минимальная единица складывания в анкириновом повторяющемся белке p16(INK4)». J Mol Biol . 299 (4): 1121–32. doi :10.1006/jmbi.2000.3803. PMID  10843863.
  8. ^ Tang KS, Fersht AR, Itzhaki LS (январь 2003). "Последовательное разворачивание анкириновых повторов в супрессоре опухолей p16". Структура . 11 (1): 67–73. doi : 10.1016/S0969-2126(02)00929-2 . PMID  12517341.
  9. ^ Miller MK, Bang ML, Witt CC и др. (ноябрь 2003 г.). «Мышечные анкириновые повторные белки: CARP, ankrd2/Arpp и DARP как семейство молекул стрессового ответа на основе филаментов титина». J Mol Biol . 333 (5): 951–64. doi :10.1016/j.jmb.2003.09.012. PMID  14583192.
  10. ^ Neville MJ, Johnstone EC, Walton RT (июнь 2004 г.). «Идентификация и характеристика ANKK1: новый ген киназы, тесно связанный с DRD2 на хромосомной полосе 11q23.1». Hum. Mutat . 23 (6): 540–5. doi : 10.1002/humu.20039 . PMID  15146457. S2CID  22242611.
  11. ^ «Обзор гена NCBI для DRD2».(временная ссылка)

Внешние ссылки

В статье использован текст из общедоступных источников Pfam и InterPro : IPR002110