Войти
"Оверхе ad view ", или диаграмма спирального колеса лейциновой молнии, где d представляет лейцин, расположенный с другими аминокислотами на двух параллельные альфа-спирали.A лейциновая застежка (или лейциновые ножницы ) являются обычным трехмерным структурным мотивом в белках. Впервые они были описаны Ландшульцем и сотрудниками в 1988 году, когда они обнаружили, что энхансер связывающий белок имеет очень характерный 30-аминокислотный сегмент, и отображение этих аминокислотных последовательностей на идеализированном альфа-спираль выявила периодическое повторение остатков лейцина в каждой седьмой позиции на расстоянии, охватывающем восемь витков спирали. Было высказано предположение, что полипептидные сегменты, содержащие эти периодические наборы остатков лейцина, существуют в альфа-спиральной конформации, а боковые цепи лейцина из одной альфа-спирали пересекаются с цепями из альфа-спирали второго полипептида, что способствует димеризации.
Лейциновые застежки-молнии представляют собой мотив димеризации класса bZIP (лейциновая молния основной области) эукариотических факторов транскрипции. Домен bZIP имеет длину от 60 до 80 аминокислот с высококонсервативной основной областью связывания ДНК и более разнообразной областью димеризации лейциновой молнии. Локализация лейцинов имеет решающее значение для связывания ДНК с белками. Лейциновые молнии присутствуют как в эукариотических, так и в прокариотических регуляторных белках, но в основном они характерны для эукариот. Их также можно аннотировать просто как ZIP, а ZIP-подобные мотивы были обнаружены в белках, отличных от факторов транскрипции, и считаются одним из основных белковых модулей для белок-белковых взаимодействий.
Другой ДНК-связывающий домен, димер спираль-петля-спираль (HLH), показан связанным с фрагментом ДНК - каждая альфа-спираль представляет собой мономер. Лейциновая молния создается путем димеризации двух специфических альфа-спираль мономеры, связанные с ДНК. Лейциновая молния образуется в результате амфипатического взаимодействия между двумя доменами ZIP. Домен ZIP находится в альфа-спирали каждого мономера и содержит лейцины или лейциноподобные аминокислоты. Эти аминокислоты разнесены в полипептидной последовательности каждой области таким образом, что, когда последовательность свернута в трехмерную альфа-спираль, остатки лейцина выстраиваются на одной стороне спирали. Эта область альфа-спирали, содержащая лейцины, которые выстраиваются в линию, называется ZIP-доменом, и лейцины из каждого ZIP-домена могут слабо взаимодействовать с лейцинами из других ZIP-доменов, обратимо удерживая их альфа-спирали вместе (димеризация). Когда эти альфа-спирали димеризуются, образуется молния. гидрофобная сторона спирали образует димер с самой собой или с другой подобной спиралью, укрывая неполярные аминокислоты от растворителя. гидрофильная сторона спирали взаимодействует с водой в растворителе.
Мотивы лейциновых застежек считаются подтипом спиральных спиралей, которые построены двумя или более альфа-спиралями, намотанными друг на друга, образуя суперспираль. Спиральные спирали содержат повторы с 3 и 4 остатками, картина гидрофобности и состав остатков которых совместимы со структурой амфипатических альфа-спиралей. Чередующиеся элементы последовательности с тремя и четырьмя остатками составляют гептадные повторы, в которых аминокислоты обозначены от a ’до g’. В то время как остатки в положениях a и d обычно гидрофобны и образуют зигзагообразный узор из выступов и отверстий, которые сцепляются с аналогичным узором на другой цепи, образуя плотно прилегающую гидрофобную сердцевину, остатки в положениях e и g представляют собой заряженные остатки, способствующие электростатическому воздействию.
В случае лейциновых молний лейцины преобладают в d-положении гептадного повтора. Эти остатки упаковываются друг против друга каждый второй оборот альфа-спиралей, и гидрофобная область между двумя спиралями дополняется остатками в положениях а, которые также часто являются гидрофобными. Их называют спиральными спиралями, если не доказано, что они важны для функции белка. Если это так, то они аннотируются в подразделе «домен», который будет доменом bZIP.
Два разных типа таких α-спиралей могут объединяться в пары, образуя гетеродимерную лейциновую застежку. С неполярными аминокислотными остатками в положении e или g гетеротетрамер, состоящий из 2 различных лейциновых застежек, может быть получен in vitro, что подразумевает, что общая гидрофобность поверхности взаимодействия и ван-дерваальсово взаимодействие может изменяют организацию спиральных спиралей и играют роль в образовании гетеродимера лейциновой молнии.
bZIP взаимодействует с ДНК через основные аминовые остатки (см. основные аминокислоты в (предоставленной таблице (сортировка по pH)) некоторых аминокислот в «основном» домене, таких как лизины и аргинины. Эти основные остатки взаимодействуют в большой бороздке ДНК, образуя специфичные для последовательности взаимодействия. Механизм регуляции транскрипции белками bZIP был подробно изучен. Большинство белков bZIP демонстрируют высокую аффинность связывания с мотивами ACGT, которые включают CACGTG (поле G), GACGTC (поле C), TACGTA (поле A), AACGTT (поле T) и GCN4 mo tif, а именно TGA (G / C) TCA. Гетеродимеры bZIP существуют у множества эукариот и чаще встречаются у организмов с более высокой сложностью эволюции. Гетеродимерные белки bZIP отличаются от гомодимерных белков bZIP и друг от друга сродством белок-белкового взаимодействия. Эти гетеродимеры проявляют сложную ДНК-связывающую специфичность. В сочетании с другим партнером большинство пар bZIP связываются с последовательностями ДНК, которые предпочитает каждый отдельный партнер. В некоторых случаях димеризация различных партнеров bZIP может изменить последовательность ДНК, на которую нацелена пара, таким образом, который нельзя было предсказать, основываясь на предпочтениях каждого партнера в отдельности. Это говорит о том, что, будучи гетеродимерами, факторы транскрипции bZIP способны изменять свои предпочтения в отношении того, на какое место они нацелены в ДНК. Способность димеров bZIP-домена формировать с разными партнерами значительно расширяет участки в геноме, с которыми могут связываться факторы транскрипции bZIP и из которых они могут регулировать экспрессию гена.
Небольшое количество факторов bZIP, таких как OsOBF1, также может распознают палиндромные последовательности. Однако другие, включая LIP19, OsZIP-2a и OsZIP-2b, не связываются с последовательностями ДНК. Вместо этого эти белки bZIP образуют гетеродимеры с другими bZIP для регулирования транскрипционной активности.
Регуляторные белки лейциновой молнии включают c-fos и c-jun (фактор транскрипции AP1), важные регуляторы нормального развития, а также члены семейства myc, включая myc, max и mxd1. Если они продуцируются сверх нормы или мутируют в жизненно важной области, они могут вызывать рак.
bZIP-содержащий ядерный фактор, регулируемый интерлейкином 3, белок (NFIL3 ) представляет собой репрессор транскрипции, который играет множество ролей в регуляции различных биологических процессов. Белок NFIL3 состоит из 462 аминокислот, включая домен b-ZIP. N-концевая часть домена содержит основной мотив, который напрямую связывается с ДНК. С-концевая часть домена b-ZIP содержит область амфипатической лейциновой молнии, которая опосредует гомо- и гетеродимеризацию.
Экспрессия гена Nfil3 изменяется вместе с циркадным циклом, а NFIL3, как фактор репрессии, регулирует циркадный ритм. NFIL3 конкурирует с связывающим белком промотора альбумина сайта D активатора транскрипции (DBP ) за связывание с элементами D-бокса в ДНК, которые являются одним из консенсусных сайтов циркадных факторов транскрипции. DBP является другим белком bZIP и демонстрирует портфель уровней экспрессии, противоположный NFIL3. Когда уровень NFIL3 высок, гены под контролем элементов D-бокса будут репрессированы. Избыточная экспрессия Nfil3 укорачивает циркадный цикл.
NFIL3 влияет на выживаемость клеток и участвует в онкогенезе. Показано, что NFIL3 является фактором выживания, который препятствует апоптотической гибели клеток во многих типах клеток и приводит к онкогенезу. Показано, что высокий уровень экспрессии NFIL3 связан с раком груди. В раковых клетках NFIL3 связывается с гистон-деацетилазой2 (HDAC2 ) и репрессирует проапоптотические гены, такие как член суперсемейства лиганда фактора некроза опухоли 10 (TRAIL ) и член суперсемейства рецепторов TNF 6 (FAS) для предотвращения апоптоза. NFIL3 может также препятствовать апоптозу в раковых клетках путем связывания с ДНК и блокировать доступ фактора транскрипции Forkhead box O1 (FOXO1 ) к генам клеточной смерти, что подрывает клеточный цикл и способствует онкогенезу. При раке толстой кишки NFIL3 может также блокировать рекрутирование другого типа факторов транскрипции, белков, богатых пролиновой кислотой (PAR).
NFIL3 действует как репрессор генов, связанных с регенерацией нейронов. Nfil3 экспрессируется в нейронных клетках с потенциалом регенерации, чтобы держать рост клеток под контролем. Экспрессия Nfil3 индуцируется фосфорилированным белком, связывающим элемент сАМР-ответа (CREB ), и белок NFIL3, в свою очередь, конкурирует за сайты связывания, общие с CREB и CCAAT / связывающим белком-энхансером (CEBP ), который подавляет гены-мишени CREB и CEBP, чтобы противодействовать эффекту передачи сигналов цАМФ. Между тем, NFIL3 связывается со своим собственным промотором, подавляя собственную экспрессию, создавая регуляцию регенерации нейронов по отрицательной обратной связи.
NFIL3 также важен в иммунологии. Он необходим для естественных клеток-киллеров и жизненно важен для развития и функционирования других иммунных клеток, включая, помимо прочего, противовоспалительный ответ в, выработку IgE из B. клетки, созревание дендритных клеток CD8a и праймирование CD8 + Т-клеток.
