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| ヘリックスターンヘリックス | |
|---|---|
| 識別子 | |
| シンボル | HTH |
| ファム一族 | CL0123 |
| エコド | 101.1 |
ヘリックス・ターン・ヘリックスはDNA 結合ドメイン(DBD) です。ヘリックス・ターン・ヘリックス( HTH ) はDNAに結合できる主要な構造モチーフです。各モノマーには 2 つのα ヘリックスが組み込まれており、短いアミノ酸鎖で結合して DNA の主溝に結合します。HTH モチーフは遺伝子発現を制御する多くのタンパク質に見られます。ヘリックス・ループ・ヘリックスモチーフと混同しないでください。 [1]
発見
ヘリックス・ターン・ヘリックスモチーフの発見は、バクテリオファージラムダと大腸菌の転写調節タンパク質をコードするいくつかの遺伝子（Cro、CAP、λリプレッサー）の類似性に基づいており、これらの遺伝子はDNA認識を促進する共通の20～25アミノ酸配列を共有していることが判明しました。[2] [3] [4] [5]
関数
ヘリックス・ターン・ヘリックスモチーフは DNA 結合モチーフである。ヘリックス・ターン・ヘリックスタンパク質による DNA の認識と結合は 2 つの α ヘリックスによって行われ、1 つはモチーフのN 末端を占め、もう 1 つはC 末端を占める。Cro リプレッサーなどのほとんどの場合、2 番目のヘリックスが DNA 認識に最も貢献するため、「認識ヘリックス」と呼ばれることが多い。これは、一連の水素結合と露出した塩基とのさまざまなファンデルワールス相互作用を通じて DNA の主溝に結合する。もう 1 つの α ヘリックスはタンパク質と DNA の相互作用を安定化させるが、その認識において特に強い役割を果たすわけではない。[2]認識ヘリックスとその前のヘリックスは常に同じ相対的方向を持っている。[6]
ヘリックス・ターン・ヘリックスモチーフの分類
ヘリックス・ターン・ヘリックスモチーフをその構造とヘリックスの空間配置に基づいて分類する試みがいくつか行われてきた。[6] [7] [8]主なタイプのいくつかを以下に説明する。
二螺旋型
二本らせん状のヘリックス-ターン-ヘリックスモチーフは最も単純なヘリックス-ターン-ヘリックスモチーフである。2つのヘリックスとターンのみを含むエングレイルドホメオドメインの断片は、超高速で独立して折り畳まれるタンパク質ドメインであることがわかった。[9]
三重らせん
このモチーフの例は転写活性化因子Mybに見られる。[10]
テトラヘリカル
テトラヘリックス・ターン・ヘリックスモチーフは、トリヘリックスモチーフに比べてC末端ヘリックスが1つ追加されている。これには、細菌転写因子に見られるLuxR型DNA結合HTHドメインや、 TetRリプレッサーに見られるヘリックス・ターン・ヘリックスモチーフが含まれる。[11]ヘリックスが追加されたマルチヘリックスバージョンも存在する。[12]
翼付きらせん-回転-らせん
翼付きヘリックスターンヘリックス（wHTH）モチーフは、3本のヘリックス束と3本または4本のβシート（翼）によって形成される。wHTHモチーフのヘリックスとストランドのトポロジーは変化する可能性がある。転写因子ETSでは、wHTHはα1-β1-β2-α2-α3-β3-β4の順序で配列した4本の鎖の反平行βシート骨格上のヘリックスターンヘリックスモチーフに折り畳まれ、3番目のヘリックスはDNA認識ヘリックスである。 [ 13] [14]
その他の改変ヘリックス・ターン・ヘリックスモチーフ
ヘリックス・ターン・ヘリックスモチーフの他の誘導体には、多剤耐性調節因子であるMarRに見られるDNA結合ドメインがあり、これは追加のC末端αヘリックスとともに翼のあるヘリックス・ターン・ヘリックスを形成します。[8] [15]
参照
参考文献
- ^ Brennan RG、Matthews BW (1989年2月)。「ヘリックス・ ターン・ヘリックスDNA結合モチーフ」。The Journal of Biological Chemistry。264 ( 4): 1903–6。doi : 10.1016/S0021-9258(18)94115-3。PMID 2644244。
- ^ ab Matthews BW, Ohlendorf DH, Anderson WF, Takeda Y (1982年3月). 「croリプレッサーとの相同性から推定したlacリプレッサーのDNA結合領域の構造」. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 79 (5): 1428–32. Bibcode :1982PNAS...79.1428M. doi : 10.1073/pnas.79.5.1428 . PMC 345986. PMID 6951187 .
- ^ Anderson WF、Ohlendorf DH、 Takeda Y、Matthews BW (1981 年 4 月)。「バクテリオファージラムダ由来の cro リプレッサーの構造と DNA との相互作用」。Nature . 290 ( 5809 ) : 754–8。Bibcode :1981Natur.290..754A。doi : 10.1038/290754a0。PMID 6452580。S2CID 4360799。
- ^ McKay DB、Steitz TA (1981 年 4 月)。「2.9 Å解像度でのカタボライト遺伝子活性化タンパク質の構造は左利きの B-DNA への結合を示唆している」。Nature . 290 ( 5809 ): 744–9。Bibcode :1981Natur.290..744M。doi : 10.1038 /290744a0。PMID 6261152。S2CID 568056。
- ^ Pabo CO, Lewis M (1982 年 7 月). 「ラムダリプレッサーのオペレーター結合ドメイン: 構造と DNA 認識」. Nature . 298 (5873): 443–7. Bibcode :1982Natur.298..443P. doi :10.1038/298443a0. PMID 7088190. S2CID 39169630.
- ^ ab Wintjens R、Rooman M (1996 年9 月)。「HTH DNA 結合ドメインの構造分類とタンパク質-DNA 相互作用モード」。Journal of Molecular Biology。262 ( 2): 294–313。doi :10.1006/jmbi.1996.0514。PMID 8831795 。
- ^ Suzuki M, Brenner SE (1995 年 9 月). 「多重らせん DNA 結合ドメインの分類とシグマ因子、LysR、OmpR/PhoB、CENP-B、Rapl、および Xy1S/Ada/AraC の DBD 構造の予測への応用」. FEBS Letters . 372 (2–3): 215–21. Bibcode :1995FEBSL.372..215S. doi :10.1016/0014-5793(95)00988-L. PMID 7556672. S2CID 3037519.
- ^ ab Aravind L、Anantharaman V、Balaji S 、 Babu MM、Iyer LM (2005 年 4 月)。「ヘリックス-ターン-ヘリックスドメインのさまざまな側面: 転写制御とその先」。FEMS微生物学レビュー。29 (2): 231–62。doi :10.1016/ j.femsre.2004.12.008。PMID 15808743 。
- ^ Religa TL、Johnson CM、Vu DM、Brewer SH、Dyer RB、Fersht AR (2007 年 5 月)。「ヘリックス-ターン-ヘリックス モチーフは超高速で独立して折り畳まれるドメイン: Engrailed ホメオドメインの折り畳み経路」。米国科学アカデミー 紀要。104 ( 22): 9272–7。Bibcode :2007PNAS..104.9272R。doi : 10.1073 / pnas.0703434104。PMC 1890484。PMID 17517666。
- ^ Ogata K, Hojo H, Aimoto S, Nakai T, Nakamura H, Sarai A, Ishii S, Nishimura Y (1992 年 7 月). 「Myb の DNA 結合ユニットの溶液構造: 保存されたトリプトファンが疎水性コアを形成するヘリックス-ターン-ヘリックス関連モチーフ」Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 89 (14): 6428–32. Bibcode :1992PNAS...89.6428O. doi : 10.1073/pnas.89.14.6428 . PMC 49514 . PMID 1631139.
- ^ Hinrichs W, Kisker C, Düvel M, Müller A, Tovar K, Hillen W, Saenger W (1994年4月). 「Tetリプレッサー-テトラサイクリン複合体の構造と抗生物質耐性の制御」. Science . 264 (5157): 418–20. Bibcode :1994Sci...264..418H. doi :10.1126/science.8153629. PMID 8153629.
- ^ Iwahara J, Clubb RT (1999 年 11 月). 「Dead ringer の DNA 結合ドメインの溶液構造、配列特異的 AT リッチ相互作用ドメイン (ARID)」. The EMBO Journal . 18 (21): 6084–94. doi :10.1093/emboj/18.21.6084. PMC 1171673. PMID 10545119 .
- ^ Donaldson LW、Petersen JM、Graves BJ、McIntosh LP (1996 年 1 月)。「マウス Ets-1 の ETS ドメインの解析構造: 翼型ヘリックス-ターン-ヘリックス DNA 結合モチーフ」。The EMBO Journal。15 ( 1 ) : 125–34。doi :10.2210/pdb1etc/ pdb。PMC 449924。PMID 8598195。
- ^ Sharrocks AD、Brown AL、Ling Y、 Yates PR (1997 年 12 月)。「ETS ドメイン転写因子ファミリー」。国際生化学・細胞生物学誌。29 (12): 1371–87。doi :10.1016/S1357-2725(97)00086-1。PMID 9570133。
- ^ Alekshun MN、Levy SB、Mealy TR 、 Seaton BA、Head JF (2001 年 8 月)。「2.3 Å解像度での多剤耐性調節因子 MarR の結晶構造」。Nature Structural Biology。8 ( 8): 710–4。doi : 10.1038/90429。PMID 11473263。S2CID 19608515 。
さらに読む
- Struhl K (1989年4月)。 「真核生物転写調節タンパク質のヘリックス-ターン-ヘリックス、ジンクフィンガー、ロイシンジッパーモチーフ」。生化学の動向。14 (4):137–40。doi :10.1016/0968-0004(89)90145- X。PMID 2499084 。
- Gajiwala KS、 Burley SK (2000 年 2 月)。「翼状ヘリックスタンパク質」。Current Opinion in Structural Biology 10 ( 1): 110–6。doi :10.1016/S0959-440X(99)00057-3。PMID 10679470 。
- Santos CL、Tavares F、Thioulouse J 、 Normand P (2009 年 3 月)。「細菌のヘリックス・ターン・ヘリックス転写因子の系統ゲノム解析」。FEMS 微生物レビュー。33 (2): 411–29。doi : 10.1111 /j.1574-6976.2008.00154.x。PMID 19076237。
- Hoskisson PA、Rigali S (2009)。「第 1 章: GntR スーパーファミリーのヘリックス ターン ヘリックス レギュレーターの形態と機能の多様性」。応用微生物学の進歩。69 : 1–22。doi : 10.1016 /S0065-2164(09)69001-8。PMID 19729089 。
- Brennan RG (1993 年 9 月)。「翼状ヘリックス DNA 結合モチーフ: もう一つのヘリックス-ターン-ヘリックス離陸」。Cell . 74 ( 5): 773–6. doi :10.1016/0092-8674(93)90456-Z. PMID 8374950. S2CID 31355349.
- Huffman JL、Brennan RG (2002 年 2 月)。「原核生物の転写制御因子: ヘリックス-ターン-ヘリックスモチーフ以上のもの」Current Opinion in Structural Biology 12 ( 1): 98–106. doi :10.1016/s0959-440x(02)00295-6. PMID 11839496。
外部リンク
- ヘリックスターンヘリックスモチーフ、ラムダ様リプレッサー、EMBLより
- PDB ID 1LMB の完全な PDB エントリ
- Cro/C1型HTHドメイン、PROSITEのHTHがさらに増加