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| ATフック | |||||||||
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 インターフェロンβプロモーターのPRDII部位を含む十二量体DNAに結合したヒトHMG-I(Y)の2番目のDNA結合ドメインの複合体の溶液構造、NMR、35構造 | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| シンボル | AT_フック | ||||||||
| パム | PF02178 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
| 頭いい | AT_フック | ||||||||
| SCOP2 | 2eze / スコープ / SUPFAM | ||||||||
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ATフックは、高移動度グループ（HMG）タンパク質[1]、植物由来のDNA結合 タンパク質[2] 、およびヒトスイッチング/スクロース非発酵（SWI/SNF）リモデリング複合体の中心的なATPaseであるhBRG1タンパク質を含む多くのタンパク質に存在するDNA結合モチーフです。[3]
構造
このモチーフは、プロリン-アルギニン-グリシン-アルギニン-プロリンという保存された回文のコア配列で構成されていますが、一部の AT フックには、コア配列にプロリンが 1 つしか含まれていません。AT フックには、コア配列の両側に、正に帯電したリジンとアルギニン残基が可変数含まれています。 [4] AT フックは、アデニン-チミン(AT) が豊富な DNAの副溝に結合するため、名前に AT が含まれています。名前の残りの部分は、1990 年に報告された最も初期の AT フックの予測されたアスパラギン/アスパラギン酸の「フック」に由来しています。 [5] 1997 年にNMRを使用した構造研究により、DNA に結合した AT フックが、ターゲット DNA 鎖の副溝の周囲で三日月形またはフック形状をとることが判明しました (右図)。[6] HMGAタンパク質には3つのATフックが含まれていますが、一部のタンパク質には30個ものATフックが含まれています。 [5] ATフックタンパク質に最適な結合配列は、（ATAA）nまたは（TATT）nの形式の繰り返しですが、ATフックのコア配列に最適な結合配列はAAATとAATTです。[7]
DNA 12 量体には 8 つの連続した AT 塩基対があり、AT フックを複数の位置に配置できますが、副溝を完全に占める AATT 領域の 1 つが最適な位置です。AT フックとアデニンのファンデルワールス相互作用は、位置の特異性に重要な役割を果たします。[8] AT フックとアデニンのファンデルワールス相互作用は、位置の特異性に重要な役割を果たします。[8]
この図は、副溝のチミン酸素原子との水素結合を可能にする主鎖の位置を示しています。示されている相互作用により、DNA が曲がり、副溝が拡張されます。歪んだ DNA により、相補的な主溝が側鎖間の相互作用を形成します。
関数
ATフックタンパク質は、主鎖上のグリシン37とアルギニン38のNH基と副溝内のチミン酸素原子との間で水素結合を形成し、DNAを曲げて副溝を広げます。[8]副溝への結合は、主溝内の他のタンパク質の結合を促進します。[9] これにより、HMGタンパク質は遺伝子の発現を正常化し、生物学的プロセスに影響を与えることができます。
ATフックは、クロマチンリモデリング、ヒストン修飾、クロマチン絶縁体機能との関連を通じて、クロマチン修飾タンパク質をATに富むDNA配列に固定する役割も果たすと考えられている。[9]
臨床的意義
HMGタンパク質の変化や異常な発現は、肥満、2型糖尿病、癌などの代謝障害を引き起こします。[8]
参考文献
- ^ Reeves R、Beckerbauer L (2001 年5 月)。「HMGI/Y タンパク質: 転写とクロマチン構造の柔軟な調節因子」。Biochimica et Biophysica Acta ( BBA ) - 遺伝子構造と発現。1519 (1–2): 13–29。doi :10.1016/S0167-4781(01)00215-9。PMID 11406267 。
- ^ Meijer AH、van Dijk EL、Hoge JH (1996 年 6 月)。「イネ由来の AT フック含有 DNA 結合タンパク質ファミリーの新規メンバーは、植物および動物のホメオドメインタンパク質のコンセンサス標的部位との in vitro 相互作用を通じて特定されました」。植物分子生物学。31 ( 3): 607–618。doi : 10.1007 /BF00042233。PMID 8790293。S2CID 24687309 。
- ^ Singh M、D'Silva L 、 Holak TA (2006)。「ヒトBRG1タンパク質由来の組み換え高移動度グループ様ATフック含有領域のDNA結合特性」。 生物化学。387 (10–11): 1469–1478。doi : 10.1515/BC.2006.184。PMID 17081121。S2CID 26580880 。
- ^ Reeves R (2001年10月). 「HMGAタンパク質の分子生物学：核機能の中心」. Gene . 277 (1–2): 63–81. doi :10.1016/S0378-1119(01)00689-8. PMID 11602345.
- ^ ab Reeves R, Nissen MS (1990年5月). 「哺乳類高移動度グループI染色体タンパク質のAT-DNA結合ドメイン。DNA構造を認識するための新規ペプチドモチーフ」。The Journal of Biological Chemistry。265 ( 15): 8573–8582。doi : 10.1016/ S0021-9258 (19)38926-4。PMID 1692833。
- ^ Huth JR、Bewley CA、Nissen MS、Evans JN、Reeves R、Gronenborn AM、Clore GM (1997 年 8 月)。「HMG-I(Y)-DNA 複合体の溶液構造により、新しい構造的マイナーグルーブ結合モチーフが定義される」。Nature Structural Biology。4 ( 8 ) : 657–665。doi :10.1038/nsb0897-657。PMID 9253416。S2CID 2183841。
- ^ Reeves R (2000 年 10 月). 「HMGI(Y) ファミリーの構造と機能」. Environmental Health Perspectives . 108 Suppl 5 (Suppl 5): 803–809. doi : 10.2307/3454310 . JSTOR 3454310. PMID 11035986.
- ^ abcd Fonfría-Subirós E, Acosta-Reyes F, Saperas N, Pous J, Subirana JA, Campos JL (2012). 「HMGA1の1つのATフックを持つDNA複合体の結晶構造」. PLOS ONE . 7 (5): e37120. Bibcode :2012PLoSO...737120F. doi : 10.1371/journal.pone.0037120 . PMC 3353895. PMID 22615915 .
- ^ ab Filarsky M, Zillner K, Araya I, Villar-Garea A, Merkl R, Längst G, Németh A (2015). 「拡張ATフックは新しいRNA結合モチーフである」. RNA Biology . 12 (8): 864–876. doi :10.1080/15476286.2015.1060394. PMC 4615771. PMID 26156556 .