I. wprowadzenie
II. struktura CAP-cAMP
III. interakcja CAP-DNA
IV. Kompleks CAP-DNA-Alfa CTD
V. Referencje
wskazówki
Please leave comments/suggestions or please acknowledge use of this site by visiting our feedback page
ta wystawa wyświetla cząsteczki w lewej części ekranu, a tekst, który dotyczy relacji struktura-funkcja cząsteczek w prawej części (poniżej). Użyj paska przewijania po prawej stronie, aby przewijać tekst. Jeśli używasz przeglądarki innej niż Firefox (zalecana przeglądarka dla tej witryny), upewnij się, że zezwalasz na wyskakujące okienka. W Chrome możesz kliknąć ikonę blokowania wyskakujących okienek w prawej części paska adresu..
Aby wywołać renderowanie cząsteczki, które ilustrują poszczególne punkty, kliknij przyciski radiowe:
Proszę kliknąć przyciski load PDB,, gdy są obecne.
aby zresetować cząsteczkę, użyj przycisków reset:
I. Wprowadzenie
białko pokazane po lewej stronie to białko aktywatora katabolitu (CAP), znane również jako białko receptorowe cyklicznego AMP (cAMP) (CRP), aktywator transkrypcyjny w E. coli. CAP aktywuje transkrypcję różnych genów, w tym wielu biorących udział w metabolizmie cukrów (np. genów kodujących białka biorące udział w metabolizmie laktozy, galaktozy, a także arabinozy). CAP wiąże się jako homodimer z określonymi sekwencjami DNA przed tymi genami, ale tylko wtedy, gdy białko jest w kompleksie z cAMP. CAP aktywuje transkrypcję kontaktując się z polimerazą RNA. Tak więc, na przykład, w lac operon, rekrutuje polimerazę RNA do promotora poprzez interakcję z domeną karboksy-końcową podjednostki Alfa polimerazy RNA (alphaCTD). Zwiększa to częstotliwość inicjacji transkrypcji.
powrót do początku
każdy monomer składa się z domeny końcowej aminowej odpowiedzialnej za dimeryzację, jak również wiązania cAMP i domeny końcowej karboksylowej, która wiąże się z DNA, a także wchodzi w interakcje z alfa-CTD (patrz poniżej). Domeny te są połączone krótką sekwencją zawiasów.
Dimeryzacja jest w dużej mierze spowodowana hydrofobowymi interakcjami między łańcuchami bocznymi aminokwasów długiej, centralnej helisy alfa w domenie N-końcowej każdego monomeru, helisy C.
cAMP jest związany w kieszeni N-końcowej domeny każdego monomeru nasadowego. Ta kieszeń jest utworzona między spiralą C a motywem rolki beta, który zawiera nici beta 1-8.
w wiązaniu obozowym bierze udział wiele oddziaływań elektrostatycznych, w tym:
- mostek solny pomiędzy łańcuchem bocznym argininy82 a tlenem fosforanowym cAMP
- wiązania wodorowe między atomami cAMP a atomami łańcucha bocznego glutaminianu 72, seryne83 i treoniny127
- wiązania wodorowe między atomami łańcucha głównego (seryne83) i cAMP
- wiązanie wodorowe między cAMP a seryne128, na helisie c z przeciwnego monomeru.
powrót do początku
III. interakcja CAP-DNA
homodimer CAP (z wiązaniem cAMP) wiąże 22-bazową sekwencję konsensusu DNA z dwuosiową osią symetrii:
CAP może wywoływać ostre zgięcie ~ 90o w docelowym DNA .
domena C-końcowa każdego monomeru CAP zawiera motyw wiążący DNA helix-turn-helix (H-T-H) występujący w większości bakteryjnych czynników transkrypcyjnych. Motyw ten występuje, w zmodyfikowanej formie (homeodomaina), również w niektórych eukariotycznych czynnikach transkrypcyjnych. Motyw H-T-h nadaje swoistość wiązania DNA. Helisa rozpoznawcza motywu jest wprowadzana do głównego rowka DNA, gdzie dostępne są styki specyficzne dla sekwencji bazowej.
badając jeden monomer i jego połowę DNA, można zidentyfikować liczne kontakty białko-DNA, w tym:
- wiązania wodorowe między resztami helisy rozpoznawczej (arg180, glu181 i arg185) i zasady wyściełające główny rowek DNA
- wiązania wodorowe między resztami helisy rozpoznawczej (ser179, thr182) i fosforanowymi tlenkami na kręgosłupie DNA
- oddziaływanie reszt Nie w helisie rozpoznawczej (np. val139, lys26) ze szkieletem DNA
wiele interakcji cap-dna jest ułatwionych przez zginanie dna w odpowiedzi na Wiązanie Cap.
powrót do początku
IV. Kompleks CAP-DNA-Alfa CTD
pokazany po lewej stronie jest monomerem CAP (z wiązaniem cAMP) skompleksowanym sekwencją DNA reprezentującą połowę konsensusowej sekwencji wiążącej CAP plus domena karboksy-końcowa podjednostki Alfa polimerazy RNA (alphaCTD). Wskazane są domeny C-terminalowe i N-terminalowe CAP.
aktywacja transkrypcji przez CAP wymaga aktywacji regionu (AR1) w domenie C-terminala. AR1 jest pętlą dziewięciu reszt (156-164). Aktywacja transkrypcyjna CAP wymaga również C-końcowej pozostałości CAP (arg209). Zarówno AR1, jak i arg209 odgrywają kluczową rolę w interakcji CAP z polimerazą (alphaCTD). Na przykład:
- łańcuch boczny pozostałości AR1 thr158 tworzy dwa wiązania wodorowe z resztami alphaCTD, jedno z resztami thr285, drugie z glu286. Karbonyl szkieletowy thr158 tworzy również dwa wiązania wodorowe, jedno z thr285 i jedno z val287.
- interakcje van der Waalsa między AR1 i alphaCTD przyczyniają się do wiązania CAP-alphaCTD.
- szkielet karboksylanu C-końcowego arg209 CAP tworzy mostek solny z arg317 alphaCTD. Łańcuch boczny arg209 uczestniczy w wiązaniu wodorowym z gly315 alphaCTD.
alphactd wiąże się z sekwencją DNA wyśrodkowaną na 19 par zasad od środka miejsca wiązania czapki: 5′- A A A A A G – 3′. Wiązanie uzyskuje się poprzez rozległy kontakt szkieletu DNA z resztami alphaCTD i wiązaniami H pośredniczonymi w wodzie między białkiem a Zasadami DNA. Na przykład:
- Asn268, gly296, lys298 i ser299 tworzą wiązania H z kilkoma tlenami fosforanu DNA.
- chociaż nie ma bezpośredniego kontaktu między zasadami alphaCTD i DNA, wiązania H-mediowane przez wodę łączą arg265 z kilkoma zasadami w dolnym rowku DNA, do którego ta pozostałość przenika (wodór wody nie jest pokazany).
powrót do początku
IV. Referencje
powrót do początku