Факторы транскрипции с доменом "спираль-поворот-спираль"
Тип пептидных доменов, специфически распознающих регуляторные последовательности на ДНК, характерен для белковых продуктов гомеотических (гомеозисных) генов, впервые обнаруженных у дрозофилы. Гомеотические гены позвоночных и растений играют ключевую роль в морфогенезе. Полипептидные цепи белков, кодируемых этими генами, содержат высококонсервативную последовательность длиной в 60 аминокислотных остатков, ( гомеобокс или гомеодомен ), которая определяет специфичность взаимодействия белков с регуляторными последовательностями ДНК. Анализ третичной структуры гомеодоменов показал, что они образуют структуру типа "спираль-поворот-спираль" (helix-turn-helix) , в которой за альфа-спиральным участком следует бета-структура с последующим еще одним альфа-спиральным участком ( рис. I.25,а ). Наличие этой пространственной структуры, существование которой было предсказано на основании гомологии с соответствующими аминокислотными последовательностями бактериальных белков- репрессоров, доказано методами ЯМР-спектроскопии , в частности, для гомеодомена продукта гена Antennapedia дрозофилы .
Для бактериальных белков-репрессоров показано, что при образовании специфических комплексов с ДНК первый альфа- спиральный участок расположен перпендикулярно большой бороздке ДНК, тогда как второй частично находится в ней и обеспечивает специфические контакты репрессора с операторным участком ДНК. Роль второго альфа-спирального участка гомеодомена при изучении специфичности взаимодействия этих белков с ДНК была определена с помощью мутаций. Так, замена только одного остатка Ser в положении 9 альфа-спирали белка Prd на Gln, присутствующий в гомеозисном белке Ftz , приводит к связыванию белка Prd с Ftz- сайтами на ДНК.
Обнаружена группа регуляторных белков, в которых гомеобоксы формируют лишь одну часть более протяженного консервативного домена, названного POU-доменом . Эти белки, к которым относятся октамерсвязывающие белки (octamer binding proteins) Oct-1 и Oct-2 , белок гипофиза Pit-1 и продукт гена unc-86 нематод , используют POU-домены для специфического взаимодействия с ДНК. Относительный вклад аминокислотной последовательности гомеобокса и негомебоксной POU-последовательности в специфичность связывания белок-ДНК не одинаков для разных белков. Так, в белке Pit-1 специфичность в основном достигается за счет гомеодомена, тогда как в белке Oct-1 основную роль играет другая последовательность POU-домена.
Смотрите также:
