ATP bilan bog'lanish motifi - ATP-binding motif

Adenozin trifosfatning (ATP) molekulyar tuzilishi

An ATP bilan bog'lanish motifi an ichida 250 qoldiq ketma-ketlikdir ATP - bog'lovchi oqsilning asosiy tuzilishi. Bog'lanish motifi oqsilning tuzilishi va / yoki funktsiyasi bilan bog'liq.[1] ATP energiya molekulasidir va koenzim bo'lishi mumkin, bir qator biologik reaktsiyalarda qatnashadi. ATP boshqa molekulalar bilan bog'lanish joyi orqali o'zaro ta'sir o'tkazishni yaxshi biladi. ATP bog'lash joyi - bu ATP katalitik ta'sir ko'rsatadigan muhit ferment va natijada ADP ga gidrolizlanadi.[2] ATPning bog'lanishi u bilan ta'sir o'tkazadigan fermentning konformatsion o'zgarishini keltirib chiqaradi.[3]

Bunday motivning genetik va funktsional o'xshashligi namoyish etadi mikro evolyutsiya: oqsillar boshqa fermentlardan mustaqil ravishda rivojlanmasdan, bir xil majburiy ketma-ketlikni tanlagan.[4]

ATP bog'lash motifining vakili bo'lishi mumkin bo'lgan ATP bog'lanish joylari, energiya kiritishni talab qiladigan ko'plab oqsillarda mavjud (ATP dan), masalan, faol membranani tashuvchilar, mikrotubula kichik birliklar, flagellum oqsillar va turli xil gidrolitik va proteolitik fermentlar.[5]

Birlamchi ketma-ketlik

ATP bilan bog'lanishni o'z ichiga olgan qisqa motiflar Walker motiflari, Walker A, shuningdek P-loop deb nomlanuvchi va Walker B, shuningdek C motifi va switch motifi.[6]

Walker A motifi

Walker saytida birlamchi aminokislotalar ketma-ketligi mavjud GxxGxFKS yoki GxxGxFKT. Xat x har qanday aminokislota vakili bo'lishi mumkin.[7]

Walker B motifi

Walker B saytining asosiy aminokislotalar ketma-ketligi hhhhD, unda h har qanday narsani anglatadi hidrofob aminokislota.[7]

C motifi

C motifi, shuningdek, imzo motifi, LSGGQ motifi yoki bog'lovchi peptid sifatida tanilgan, asosiy aminokislotalar ketma-ketligiga ega LSGGQQ / R / KQR.[8][9]

Tarkibida ishlatilishi mumkin bo'lgan turli xil aminokislotalar tufayli asosiy ketma-ketlik, ikkala Walker saytidan A va B, ketma-ketlikdagi variant bo'lmagan aminokislotalar juda konservalangan. Ushbu aminokislotalardan birortasining mutatsiyasi bog'langan ATPga ta'sir qiladi yoki fermentning katalitik faolligiga xalaqit beradi.[7] Birlamchi aminokislotalar ketma-ketligi har bir motifning uch o'lchovli tuzilishini aniqlaydi.[3]

Tuzilishi

Barcha ATP majburiy domenlari taxminan 250 ta qoldiq va ikkita subbirlikdan iborat bo'lib, a dimer. Ushbu qoldiqlar oltita a-spiralga va beshta b-ipga o'ralgan.[7][9]

ATP bilan bog'laydigan kassetali transportyorlarning nukleotidlarni bog'lash sohasining tuzilishi

Walker A motifi

Strukturaviy ravishda Walker A motifi an dan iborat a-spiral va har doim glitsinga boy tsikl bilan kuzatiladi.[7]

Walker B motifi

Walker B motifi a b-strand. Walker motiflari bir-biri bilan 100 ga yaqin qoldiqdan iborat peptidlar ketma-ketligi bilan bog'langan. Strukturaviy ravishda, bu birlashtiruvchi qoldiqlar a-spiral maydonga aylanadi.[7]

C motifi

To'g'ridan-to'g'ri Walker B motifiga amal qilish, bu imzo motifidir.[7]

O'zgartirish motifi

Kalit motifi ATP bilan bog'langan oqsillarda β4-ipning oxirida joylashganligi aniqlandi.[7]

Funktsiya

Har bir ATP bog'lash motifi ATPni bog'lash bilan bevosita bog'liqmi yoki qurilishida yordam beradimi, boshqacha rol o'ynaydi. ATP-majburiy kassetali (ABC) transportyor.[6] ATP molekulasi dimerning har bir kichik birligining ulanish nuqtasi bilan bog'lanib, ATP kataliz paytida ikkala kichik birlikka yaqin bo'lganligini ko'rsatadi. ATP to'g'ridan-to'g'ri o'zaro ta'sir qiladigan ikkita bog'lovchi motif - bu subbirliklardan birida joylashgan Walker A motifining qoldiqlari va boshqa subbirlikda joylashgan C bog'lash motifining qoldiqlari. Walker A majburiy motifida a bor lizin ATP ni bog'lash uchun zarur bo'lgan yon zanjir. Lizin qoldig'i ATP tarkibidagi ikkita fosfat guruhining kislorod atomlari bilan vodorod aloqalarini hosil qiladi, shuning uchun bog'lanish joyida ATP ning yaqinligi va yo'nalishini yaratadi.[9][7]

Walker A motifi ATP bilan bog'lanishi uchun ATP molekulasi bog'lanish joyida bo'lishi kerak. Imzo motifi Walker A motifiga signal bo'lib, ATP molekulasi bog'lanish joyiga qachon bog'langanligini Walker A ga etkazadi. Imzo motifi buni uning qoldiqlarini ular joylashgan subunitdan Walker A motifi joylashgan boshqa subbirlikka tarqalishiga imkon berish orqali amalga oshiradi. Katalitik faol tuzilishni yakunlash uchun ATP ikkala nukleotidni bog'laydigan domenlar bilan bog'lanishi kerak.[9]

Walker B motifida aminokislota mavjud glutamat qisqa ketma-ketlikda. Glutamat a ni bajarish uchun ishlatilishi mumkin nukleofil hujum ATP molekulasida.[6]

Kalitni bog'lash motifida topilgan a histidin qoldiq. Gistidinning vazifasi - bu qoldiqlarga dimer interfeysi bo'ylab, shu jumladan Walker A motifi va Walker B motifi bilan aloqa qilish orqali katalitik ta'sir o'tkazish. Bu ATP molekulasi va dimerning bog'lanishi o'rtasida qattiq bog'lanishni hosil qiluvchi histidin qoldig'i.[6][9]

ADP gidrolizidan so'ng, a konformatsion o'zgarish ATP bilan bog'laydigan kassetani ajratish uchun sodir bo'lishi kerak. Ushbu ajratish an tomonidan boshqariladi elektrostatik qaytarish Walker A motifiga bog'langan ADP mahsuloti bilan va noorganik fosfat mahsuloti C motifiga bog'langan.[10]

Adabiyotlar

  1. ^ Liu, Jinfeng; Rost, Burxard (2003-02-01). "Oqsil olamidagi domenlar, motivlar va klasterlar". Kimyoviy biologiyaning hozirgi fikri. 7 (1): 5–11. doi:10.1016 / s1367-5931 (02) 00003-0. ISSN  1367-5931. PMID  12547420.
  2. ^ Chauhan, Jagat S.; Mishra, Nitish K .; Raghava, Gajendra P. S. (2009-12-19). "Birlamchi ketma-ketlikdan oqsilning ATP biriktiruvchi qoldiqlarini aniqlash". BMC Bioinformatika. 10: 434. doi:10.1186/1471-2105-10-434. ISSN  1471-2105. PMC  2803200. PMID  20021687.
  3. ^ a b G., Voet, Judit; V, Pratt, Sharlotta. Biokimyo asoslari: hayot molekulyar darajada. ISBN  9781118918432. OCLC  910538334.
  4. ^ Chen, De-Xua; Chang, Endryu Ying-Fey; Liao, Ben-Yang; Yeang, Chen-Syan (2017-03-25). "Tozalashtiruvchi selektsiya ostida motiflar ketma-ketligini funktsional tavsifi". Nuklein kislotalarni tadqiq qilish. 41 (4): 2105–2120. doi:10.1093 / nar / gks1456. ISSN  0305-1048. PMC  3575792. PMID  23303791.
  5. ^ Rilar, Duglas S.; Jonson, Erik; Lewinson, Oded (2017-03-25). "ABC transportyorlari: o'zgarish kuchi". Molekulyar hujayra biologiyasi. 10 (3): 218–227. doi:10.1038 / nrm2646. ISSN  1471-0072. PMC  2830722. PMID  19234479.
  6. ^ a b v d Xollenshteyn, Kaspar; Douson, Rojer J. P.; Locher, Kaspar P. (2007-08-01). "ABC transportyor oqsillarining tuzilishi va mexanizmi". Strukturaviy biologiyaning hozirgi fikri. 17 (4): 412–418. doi:10.1016 / j.sbi.2007.07.003. ISSN  0959-440X. PMID  17723295.
  7. ^ a b v d e f g h men Shnayder, Ervin; Xunk, Sabin (1998-04-01). "ATP-bog'laydigan-kassetali (ABC) transport tizimlari: ATP-gidrolizlovchi bo'linmalar / domenlarning funktsional va tarkibiy jihatlari". FEMS Mikrobiologiya sharhlari. 22 (1): 1–20. doi:10.1111 / j.1574-6976.1998.tb00358.x. ISSN  0168-6445. PMID  9640644.
  8. ^ Kumar, Antresh; Shukla, Sunet; Mandal, Ajeet; Shukla, Sudxanshu; Ambudkar, Suresh V.; Prasad, Rajendra (2017-03-07). "Patogen Candida albicansning CaCdr1p ABC multidragent transportyorining nukleotidni bog'lash domenlarining divergent imzosi motiflari funktsional jihatdan assimetrik va bir-birining o'rnini bosmaydi". Biochimica et Biofhysica Acta (BBA) - Biomembranalar. 1798 (9): 1757–1766. doi:10.1016 / j.bbamem.2010.05.017. ISSN  0006-3002. PMC  2917344. PMID  20546701.
  9. ^ a b v d e Devidson, Emi L.; Dassa, Eli; Orel, Sedrik; Chen, Jyu (2008-06-01). "Bakterial ATP bilan bog'laydigan kassetali tizimlarning tuzilishi, funktsiyasi va evolyutsiyasi". Mikrobiologiya va molekulyar biologiya sharhlari. 72 (2): 317–364. doi:10.1128 / MMBR.00031-07. ISSN  1092-2172. PMC  2415747. PMID  18535149.
  10. ^ Smit, Pol S.; Karpovich, Natan; Millen, Linda; Mudi, Jonatan E .; Rozen, Jeyn; Tomas, Filipp J.; Hunt, Jon F. (2017-03-25). "ABC transporteridan motor domeniga ATP ulanishi nukleotidli sendvich dimer hosil bo'lishiga olib keladi". Molekulyar hujayra. 10 (1): 139–149. doi:10.1016 / S1097-2765 (02) 00576-2. ISSN  1097-2765. PMC  3516284. PMID  12150914.