I. Inledning
II. CAP-cAMP struktur
III. CAP-DNA interaktion
IV. CAP-DNA-alpha CTD komplex
V. referenser
riktningar
vänligen lämna kommentarer/förslag eller bekräfta användning av denna webbplats genom att besöka vår feedback sida
denna utställning visar molekyler i den vänstra delen text som adresserar struktur-Funktionsrelationer av molekylerna i den högra delen (nedan). Använd rullningslisten till höger för att bläddra igenom texten. Om du använder en annan webbläsare än Firefox (den rekommenderade webbläsaren för den här webbplatsen), var noga med att tillåta popup-fönster. I Chrome kan du klicka på popup-blockeringsikonen i den högra delen av adressfältet..
för att framkalla återgivningar av molekylen som illustrerar vissa punkter, klicka på radioknapparna:
klicka på load PDB-knapparna,, när de finns.
för att återställa molekylen, använd återställningsknapparna:
I. Inledning
proteinet som visas till vänster är katabolitaktivatorproteinet (CAP), även känt som cykliskt AMP (cAMP) receptorprotein (CRP), en transkriptionsaktivator i E. coli. CAP aktiverar transkription av en mängd olika gener inklusive många som är involverade i metabolismen av sockerarter (t.ex. gener som kodar för proteiner som är involverade i metabolismen av laktos, galaktos och även arabinos). CAP binder som en homodimer till specifika DNA-sekvenser uppströms om dessa gener, men endast när proteinet är i komplex med cAMP. CAP aktiverar transkription genom att kontakta RNA-polymeras. Således rekryterar den till exempel vid lac-operonen RNA-polymeras till promotorn genom att interagera med den karboxiterminala domänen för Alfa-subenheten av RNA-polymeras (alphaCTD). Detta ökar frekvensen av transkriptionsinitiering.
återgå till början
varje monomer består av en amino-terminal domän som är ansvarig för dimerisering samt cAMP-bindning och en karboxiterminal domän som binder till DNA och också interagerar med alfa-CTD (se nedan). Dessa domäner är anslutna med en kort gångjärnssekvens.
dimerisering beror till stor del på hydrofoba interaktioner mellan aminosyrasidor i den långa, centrala alfa-spiralen i den N-terminala domänen för varje monomer, C-spiralen.
cAMP är bunden i en ficka på N-terminaldomänen för varje CAP-monomer. Denna ficka bildas mellan C-spiralen och ett beta-rullmotiv som innehåller beta-strängar 1-8.
många elektrostatiska interaktioner är involverade i cAMP-bindning, inklusive:
- en saltbrygga mellan sidokedjan av arginin82 och ett fosfatsyre av cAMP
- vätebindningar mellan cAMP-atomer och sidokedjatomerer av glutamat72, serin83 och treonin127
- vätebindningar mellan huvudkedjatomerer (serin83) och cAMP
- en vätebindning mellan cAMP och en serin128, på C-spiralen från motsatt monomer.
återgå till början
III. Cap-DNA-interaktion
CAP-homodimeren (med bundet läger) binder en 22-baspar DNA-konsensussekvens med en tvåfaldig symmetriaxel:
CAP kan ses för att inducera en skarp böjning av ~ 90o i mål-DNA .
C-terminaldomänen för varje CAP-monomer innehåller ett helix-turn-helix (H-T-H) DNA-bindande motiv som finns i de flesta bakteriella transkriptionsfaktorer. Detta motiv finns, i en modifierad form (homeodomain), i vissa eukaryota transkriptionsfaktorer också. H-T-h-motivet ger DNA-bindande specificitet. Igenkänningshelixen av motivet sätts in i DNA-huvudspåret, där bassekvensspecifika kontakter är tillgängliga.
genom att undersöka en monomer och dess DNA-halva plats kan många protein-DNA-kontakter identifieras, inklusive:
- vätebindningar mellan igenkänningshelixrester (arg180, glu181 och arg185) och baser som fodrar DNA-huvudspåret
- vätebindningar mellan igenkänningshelixrester (ser179, thr182) och fosfatoxigener på ryggraden i DNA
- interaktion mellan rester som inte finns i igenkänningshelixen (t.ex. val139, lys26) med DNA-ryggraden
många av Cap-DNA-interaktionerna underlättas genom böjning av DNA som svar på Cap-bindning.
återgå till början
IV. Cap-DNA-alfa CTD-komplex
visas till vänster är en CAP-monomer (med bunden cAMP) komplex med en DNA-sekvens som representerar hälften av konsensuskapbindningssekvensen plus den karboxiterminala domänen för Alfa-subenheten av av RNA-polymeras (alphaCTD). C-terminal och N-terminal domäner CAP anges.
aktiveringen av transkription med CAP kräver en aktiverande region (AR1) i C-terminaldomänen. AR1 är en slinga med nio rester (156-164). CAP transkriptionsaktivering kräver också C-terminalresten av CAP (arg209). Både AR1 och arg209 spelar nyckelroller i CAP-interaktion med polymeras (alphaCTD). Till exempel:
- sidokedjan av AR1-Rest thr158 bildar två vätebindningar med alphaCTD-rester, en med thr285, den andra med glu286. Ryggraden karbonyl av thr158 gör också två vätebindningar, en med thr285 och en med val287.
- van der Waals interaktioner mellan AR1 och alphaCTD bidrar till CAP-alphaCTD-bindning.
- ryggradskarboxylatet i den C-terminala arg209 av CAP bildar en saltbro med arg317 av alphaCTD. Sidokedjan av arg209 deltar i en vätebindning med gly315 av alphaCTD.
alphaCTD binder till en DNA-sekvens centrerad 19 baspar från mitten av CAP – bindningsstället: 5′ – A A A A A G-3′. Bindning uppnås genom omfattande kontakt av DNA-ryggraden genom alphaCTD-rester och genom vattenmedierade H-bindningar mellan protein och DNA-baser. Till exempel:
- Asn268, gly296, lys298 och ser299 bildar H-bindningar med flera DNA-fosfatoxigener.
- även om ingen direktkontakt görs mellan alphaCTD-och DNA-baser, kopplar Vattenmedierade H-bindningar arg265 till flera baser i DNA-mindre spåret, i vilket denna Rest tränger in (vattenväten visas inte).
återgå till början
IV. referenser
återgå till början