워커 모티브

Walker motifs
뉴클레오사이드 3인산수화물 함유 P-루프
식별자
기호?
인터프로IPR027417

워커 A와 워커 B 모티브는 단백질 시퀀스 모티브로 3차원 구조가 보존성이 높은 것으로 알려져 있다.이것들은 1982년 워커와 동료들에 의해 ATP 결합 단백질에서 처음 보고되었다.[1]

두 모티브 중 A 모티브는 인산염 결합을 담당하는 주요 'P-루프'인 반면, B 모티브는 하류 지역보다 보존이 훨씬 덜한 편이다.P-루프는 ATP-와 GTP 결합 단백질에서 가장 잘 알려져 있으며, 인산염 기판을 가진 다양한 단백질에서도 발견된다.주요 라인업에는 다음이 포함된다.[2][3][4][5]

워커 A 모티브

H-Ras 돌연변이 A59G 돌연변이를 GppNHp(녹색만화), GDP(사이안만화)와 콤플렉스로 정렬.P-루프 메인 체인은 빨간색으로 표시되고2+, Mg 이온은 녹색 구체로 표시되며, 아미노산 K16과 S17의 사이드 체인은 막대기로 표시된다.

워커 루프(Walker 루프) 또는 P-루프(Phosphate-binding 루프)라고도 알려진 워커 A 모티브는 인산염 결합과 관련된 단백질에서 모티브가 된다.모티브에는 G-x(4)-GK-[TS] 패턴이 있는데, 여기서 G, K, T, S는 글리신, 리신, 트레오닌, 세린 잔류물을 각각 나타내며 x는 아미노산을 나타낸다.단백질을 이용하는 많은 ATP나 GTP에 존재한다; 그것은 결합되는 뉴클레오티드의 β 인산염이다.워커 A 모티브의 라이신(K) 잔류물은 메인 체인 NH 원자와 함께 뉴클레오티드 결합에 결정적이다.[6]그것은 베타 가닥이 선행하고 알파 나선형이 뒤따르는 글리신 농후한 루프로서, 이러한 특징들은 일반적으로 α/β 영역의 일부분이며, 양쪽의 두 나선 사이에 네 가닥이 끼어 있다.뉴클레오티드의 인산염 그룹도 마그네슘, 칼슘 또는 망간과 같은 2분음 양이온으로 조정된다.II) 이온.[7]

보존된 라이신과는 별도로, 인산염 결합에 사용되는 P-루프의 특징은 위와 같이 4개의 잔류물 xxGK로 구성된 복합 LRLR 둥지로[8], 주요 체인 원자가 인산염 크기의 결합성을 형성하며 NH 그룹이 안쪽으로 향하고 있다.합성 육각형 인산염 SGAGKT는 무기인산염을 강하게 결합하는 것으로[9] 나타났는데, 이렇게 짧은 펩타이드가 알파나선을 형성하지 않기 때문에 이것은 인산염의 주요 결합 특징인 나선형의 N단자에 있기 보다는 둥지임을 시사한다.

뉴클레오티드 가수분해 시 루프는 단백질 순응을 유의하게 변화시키지 않고 나머지 인산염 그룹에 묶여 있다.Walker 모티브 A-binding은 효소 결합의 유도 적합 모델 라인을 따라 바운드 뉴클레오티드에 구조적 변화를 일으키는 것으로 나타났다.[citation needed]

유사주름

인산염 잔류물에서 무기 인산염의 가수분해를 촉진하는 PTP(단백질 티로신 인산염)는 보존된 라이신 자리에 아르기닌이 있는 P루프 같은 구조로 접히는 모티브를 포함하고 있다.이 모티브의 보존 순서는 C-x(5)-R-[ST]이며, 여기서 C와 R은 각각 시스테인과 아르기닌 잔류물을 나타낸다.[10]

시스틴 신타아제 등 효소를 활용한 피리독살 인산염(PLP)도 P루프를 닮았다고 한다.

A루프

A-루프(ATP의 아데닌 링과 상호작용하는 아로마 잔여물)는 ATP 바인딩에 필수적인 보존된 방향족 아미노산을 말하며, P-루프 단백질의 서브셋에서 Walker A 모티브의 업스트림 약 25개의 아미노산에서 발견된다.[11]

워커 B 모티브

워커 B 모티브는 A-모티프 하류에 위치한 대부분의 P-루프 단백질에 모티브를 두고 있다.이 모티브의 일치 순서는 [RK]-x(3)-G-x(3)-LhD로 보고되었으며, 여기서 R, K, G, L, D는 각각 아르기닌, 라이신, 글리신, 류신, 아스파르트산 잔류물을 나타내며 x는 20개의 표준 아미노산 중 하나를 나타내고 hh는 소수성 아미노산을 나타낸다.[1]이 모티브는 E가 글루탐산염 잔류물을 나타내는 hhhDE로 변경되었다.[6]아스파르타이트와 글루탐산염은 헬리캐스에서 발견되는 DEAD/DEAH 모티브의 일부를 형성하기도 한다.아스파테이트 잔여물은 마그네슘 이온을 조절하며 글루탐산염은 ATP 가수 분해에 필수적이다.[6]부피가 크고 소수성이 강한 아미노산이 늘어나면 음전하 잔류물이 생기는 등 이 모티브의 순서에 상당한 변동성이 있다.[12]

참고 항목

참조

  1. ^ a b Walker JE, Saraste M, Runswick MJ, Gay NJ (1982). "Distantly related sequences in the alpha- and beta-subunits of ATP synthase, myosin, kinases and other ATP-requiring enzymes and a common nucleotide binding fold". The EMBO Journal. 1 (8): 945–51. doi:10.1002/j.1460-2075.1982.tb01276.x. PMC 553140. PMID 6329717.
  2. ^ Leipe D.D.; Wolf Y.I.; Koonin E.V. & Aravind, L. (2002). "Classification and evolution of P-loop GTPases and related ATPases". J. Mol. Biol. 317 (1): 41–72. doi:10.1006/jmbi.2001.5378. PMID 11916378.
  3. ^ Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL (2002). Biochemistry. San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-4684-0.
  4. ^ Ramakrishnan C, Dani VS, Ramasarma T (October 2002). "A conformational analysis of Walker motif A [GXXXXGKT (S)] in nucleotide-binding and other proteins". Protein Engineering. 15 (10): 783–98. doi:10.1093/protein/15.10.783. PMID 12468712. Retrieved 16 October 2013.
  5. ^ Saraste M, Sibbald PR, Wittinghofer A (November 1990). "The P-loop--a common motif in ATP- and GTP-binding proteins". Trends in Biochemical Sciences. 15 (11): 430–4. doi:10.1016/0968-0004(90)90281-f. PMID 2126155.
  6. ^ a b c Hanson PI, Whiteheart SW (July 2005). "AAA+ proteins: have engine, will work". Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 6 (7): 519–29. doi:10.1038/nrm1684. PMID 16072036. S2CID 27830342.
  7. ^ Bugreev DV, Mazin AV (July 2004). "Ca2+ activates human homologous recombination protein Rad51 by modulating its ATPase activity". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (27): 9988–93. Bibcode:2004PNAS..101.9988B. doi:10.1073/pnas.0402105101. PMC 454202. PMID 15226506.
  8. ^ Watson JD, Milner-White EJ (January 2002). "A novel main-chain anion-binding site in proteins: the nest. A particular combination of phi,psi values in successive residues gives rise to anion-binding sites that occur commonly and are found often at functionally important regions". Journal of Molecular Biology. 315 (2): 171–82. doi:10.1006/jmbi.2001.5227. PMID 11779237.
  9. ^ Bianchi A, Giorgi C, Ruzza P, Toniolo C, Milner-White EJ (May 2012). "A synthetic hexapeptide designed to resemble a proteinaceous P-loop nest is shown to bind inorganic phosphate". Proteins. 80 (5): 1418–24. doi:10.1002/prot.24038. PMID 22275093. S2CID 5401588.
  10. ^ Zhang M, Stauffacher CV, Lin D, Van Etten RL (August 1998). "Crystal structure of a human low molecular weight phosphotyrosyl phosphatase. Implications for substrate specificity". The Journal of Biological Chemistry. 273 (34): 21714–20. doi:10.1074/jbc.273.34.21714. PMID 9705307.
  11. ^ Ambudkar SV, Kim IW, Xia D, Sauna ZE (February 2006). "The A-loop, a novel conserved aromatic acid subdomain upstream of the Walker A motif in ABC transporters, is critical for ATP binding". FEBS Letters. 580 (4): 1049–55. doi:10.1016/j.febslet.2005.12.051. PMID 16412422.
  12. ^ Koonin EV (June 1993). "A common set of conserved motifs in a vast variety of putative nucleic acid-dependent ATPases including MCM proteins involved in the initiation of eukaryotic DNA replication". Nucleic Acids Research. 21 (11): 2541–7. doi:10.1093/nar/21.11.2541. PMC 309579. PMID 8332451.

외부 링크