Омега петля - Omega loop

В омега петля[1][2] нерегулярный белок структурный мотив, состоящий из петли из шести или более аминокислот остатки и любой аминокислота последовательность. Определяющей характеристикой является то, что остатки, которые составляют начало и конец петли, расположены близко друг к другу в пространстве, без промежуточных длин регулярных вторичных структурных мотивов. Он назван в честь своей формы, напоминающей заглавную греческую букву. Омега (Ом).

Структура

Петли Омега, будучи нерегулярными, неповторяющимися вторичными структурными единицами, имеют множество трехмерных форм. Формы петель омега анализируются для выявления повторяющихся закономерностей в двугранные углы и общая форма петли, чтобы помочь определить потенциальную роль в сворачивании и функционировании белка.[3][4]

Поскольку петли почти всегда находятся на поверхности белка, часто предполагается, что эти структуры гибкие; однако разные петли омега демонстрируют диапазон гибкости в разных временных масштабах движения белков и были идентифицированы как играющие роль в сворачивании некоторых белков, включая ВИЧ-1 обратная транскриптаза;[5][6] цитохром c;[7][8] и нуклеазы.[9][10]

Функция

Омега-петли могут способствовать функция белка. Например, петли омега могут помочь стабилизировать взаимодействие между белком и лиганд, например, в фермент триозофосфат изомераза,[11] и может напрямую влиять на функцию белка в других ферментах.[12][13] А наследственный нарушение коагуляции вызвано односайтовым мутация в омега-петле протеин C.[14]

Точно так же петли омега играют интересную роль в функции бета-лактамазы: мутации в «районе петли омега» бета-лактамазы могут изменить ее специфическую функцию и профиль субстрата,[15][16][17] возможно, из-за важной функциональной роли коррелированных динамика региона.[18]

Цитохром c

Петли Омега давно признаны также из-за их важности в функции и укладке белкового цитохрома. c, внося как ключевые функциональные остатки, так и важные динамические свойства.[19][20][21] Многие исследователи изучали функцию и динамику омега-петли в конкретных белковых системах, используя так называемый подход «перестановки петель», при котором петли меняются местами (обычно) гомологичный белки.[22][23][24]

Рекомендации

  1. ^ Leszczynski, JF; Rose, GD (14 ноября 1986 г.). «Петли в глобулярных белках: новая категория вторичной структуры». Наука. 234 (4778): 849–855. Bibcode:1986Sci ... 234..849L. Дои:10.1126 / science.3775366. PMID  3775366.
  2. ^ Фетроу, Дж. С. (июнь 1995 г.). «Петли Омега: нерегулярные вторичные структуры, важные для функции и стабильности белка». FASEB J. 9 (9): 708–17. Дои:10.1096 / fasebj.9.9.7601335. PMID  7601335. S2CID  23775489.
  3. ^ Ладонь; Дасгупта, С. (1 июня 2003 г.). «Природа поворота в омега-петлях белков». Белки. 51 (4): 591–606. Дои:10.1002 / prot.10376. PMID  12784218. S2CID  44815936.
  4. ^ Дхар, Дж; Чакрабарти, П. (июнь 2015 г.). «Определение петлевых структур в белках на основе составных имитаторов β-поворотов». Белок Eng Des Sel. 28 (6): 153–61. Дои:10.1093 / белок / gzv017. PMID  25870305.
  5. ^ Магер, П.П. (декабрь 1996 г.). «Молекулярное моделирование паттернов сворачивания омега-петли (от Tyr181 до Tyr188) обратной транскриптазы ВИЧ-1». Drug des Discov. 14 (3): 213–23. PMID  9017364.
  6. ^ Магер, ПП; Вальтер, Х (декабрь 1996 г.). «Гидрофильная омега-петля (от Tyr181 до Tyr188) в области связывания без субстрата обратной транскриптазы ВИЧ-1». Drug des Discov. 14 (3): 225–39. PMID  9017365.
  7. ^ Maity, H; Rumbley, JN; Englander, SW (1 мая 2006 г.). «Функциональная роль белкового фолдона - фолдона с омега-петлей, контролирующего щелочной переход в феррицитохроме с». Белки. 63 (2): 349–55. CiteSeerX  10.1.1.596.3784. Дои:10.1002 / prot.20757. PMID  16287119. S2CID  38183696.
  8. ^ Caroppi, P; Синибальди, Ф; Santoni, E; Howes, BD; Fiorucci, L; Ферри, Т; Ascoli, F; Смулевич, Г; Сантуччи, Р. (декабрь 2004 г.). «Омега-петля 40s играет решающую роль в стабильности и щелочном конформационном переходе цитохрома с». J Biol Inorg Chem. 9 (8): 997–1006. Дои:10.1007 / s00775-004-0601-9. PMID  15503233. S2CID  2130725.
  9. ^ Vu, ND; Feng, H; Бай, Y (30 марта 2004 г.). «Путь сворачивания барназа: ограничивающее скорость переходное состояние и скрытый промежуточный продукт в естественных условиях». Биохимия. 43 (12): 3346–56. Дои:10.1021 / bi0362267. PMID  15035606.
  10. ^ Ван, Х; Ван, М; Тонг, Y; Шан, L; Ван, Дж. (Октябрь 2006 г.). «Исследование способности к укладке и остаточных структур во фрагменте стафилококковой нуклеазы из 1-79 остатков биофизическими методами и методами ЯМР». Биохимия. 88 (10): 1343–55. Дои:10.1016 / j.biochi.2006.05.002. PMID  17045725.
  11. ^ Сян, Дж; Юнг, JY; Сэмпсон, Н.С. (14 сентября 2004 г.). «Энтропийное действие на белковые петли: реакция, катализируемая триозофосфатизомеразой». Биохимия. 43 (36): 11436–45. Дои:10.1021 / bi049208d. PMID  15350130.
  12. ^ Нойгауз, ФК (сентябрь 2011 г.). «Роль омега-петли в определении специфичности в субсайте 2 D-аланин: D-аланин (D-лактат) лигазы из Leuconostoc mesenteroides: исследование молекулярного стыковки». Модель графа J Mol. 30: 31–7. Дои:10.1016 / j.jmgm.2011.06.002. PMID  21727015.
  13. ^ Sampson, NS; Kass, IJ; Гошрой, КБ (21 апреля 1998 г.). «Оценка роли омега-петли холестериноксидазы: мутант по усеченной петле изменил субстратную специфичность». Биохимия. 37 (16): 5770–8. Дои:10.1021 / bi973067g. PMID  9548964.
  14. ^ Престон, Р.Дж.; Морс, C; Murden, SL; Брэди, СК; О'Доннелл, Дж. С.; Мамфорд, AD (март 2009 г.). «Замена омега-петли протеина C Asn2Ile связана со сниженной антикоагулянтной активностью протеина C». Br J Haematol. 144 (6): 946–53. Дои:10.1111 / j.1365-2141.2008.07550.x. PMID  19133979. S2CID  1618500.
  15. ^ Левитт, П.С.; Папп-Уоллес, КМ; Тарасила, Массачусетс; Hujer, AM; Винклер, М.Л .; Смит, К.М.; Сюй, Y; Харрис, Мэн; Бономо, РА (14 сентября 2013 г.). «Изучение роли консервативного остатка класса A в Ω-петле β-лактамазы KPC-2: механизм гидролиза цефтазидима». J Biol Chem. 287 (38): 31783–93. Дои:10.1074 / jbc.M112.348540. ЧВК  3442512. PMID  22843686.
  16. ^ Стояноски, V; Чоу, округ Колумбия; Hu, L; Шанкаран, Б; Гилберт, HF; Prasad, BV; Палцкилл, Т. (17 апреля 2015 г.). «Тройной мутант в Ω-петле β-лактамазы ТЕМ-1 изменяет профиль субстрата за счет большого конформационного изменения и измененной общей основы для катализа». J Biol Chem. 290 (16): 10382–94. Дои:10.1074 / jbc.M114.633438. ЧВК  4400348. PMID  25713062.
  17. ^ Датта, М; Кар, Д; Бансал, А; Чакраборти, S; Гош, А.С. (апрель 2015 г.). «Одиночная аминокислотная замена в Ω-подобной петле E. coli PBP5 нарушает ее способность поддерживать форму клетки и внутреннюю устойчивость к бета-лактамам». Микробиология. 161 (Pt 4): 895–902. Дои:10.1099 / мик. 0.000052. PMID  25667006.
  18. ^ Браун, младший; Livesay, DR (27 мая 2015 г.). «Корреляция гибкости между активными участками сайта сохраняется у четырех ферментов β-лактамазы AmpC». PLOS ONE. 10 (5): e0125832. Bibcode:2015PLoSO..1025832B. Дои:10.1371 / journal.pone.0125832. ЧВК  4446314. PMID  26018804.
  19. ^ McClelland, LJ; Сигрейвс, С.М. Хан, МК; Черный, ММ; Банди, S; Калбертсон, Дж. Э .; Bowler, BE (июль 2015 г.). «Реакция динамики Ω-петли D на усечение триметиллизина 72 дрожжевого изо-1-цитохрома c зависит от природы деформации петли». J Biol Inorg Chem. 20 (5): 805–19. Дои:10.1007 / s00775-015-1267-1. ЧВК  4485566. PMID  25948392.
  20. ^ Кришна, ММ; Линь, У; Rumbley, JN; Englander, SW (1 августа 2003 г.). «Кооперативные петли омега в цитохроме с: роль в складывании и функции». Дж Мол Биол. 331 (1): 29–36. Дои:10.1016 / s0022-2836 (03) 00697-1. PMID  12875833.
  21. ^ Фетроу, JS; Dreher, U; Виланд, диджей; Schaak, DL; Boose, TL (апрель 1998 г.). «Мутагенез гистидина 26 демонстрирует важность взаимодействий петля-петля и петля-белок для функции изо-1-цитохрома c». Белковая наука. 7 (4): 994–1005. Дои:10.1002 / pro.5560070417. ЧВК  2143970. PMID  9568906.
  22. ^ Takehara, S; Онда, М; Чжан, Дж; Нишияма, М; Ян, Х; Миками, Б; Ломас, Д.А. (24 апреля 2009 г.). «Кристаллическая структура 2.1-A природного нейросерпина выявляет уникальные структурные элементы, которые способствуют конформационной нестабильности». Дж Мол Биол. 388 (1): 11–20. Дои:10.1016 / j.jmb.2009.03.007. PMID  19285087.
  23. ^ Мерфи, Мэн; Фетроу, JS; Бертон, RE; Брейер, GD (сентябрь 1993 г.). «Структура и функция замены омега-петли А в цитохроме с». Белковая наука. 2 (9): 1429–40. Дои:10.1002 / pro.5560020907. ЧВК  2142463. PMID  8401228.
  24. ^ Фетроу, JS; Cardillo, TS; Шерман, Ф (1989). «Делеции и замены петель омега в дрожжевом изо-1-цитохроме с». Белки. 6 (4): 372–81. Дои:10.1002 / prot.340060404. PMID  2560195. S2CID  25525703.