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Nudo de trébol

Un nudo de trébol profundo en un dominio de metiltransferasa de ARN de Thermus thermophilus (PDB ID 1IPA). El extremo C-terminal anudado de la proteína se muestra en azul. El pl...

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Un nudo de trébol profundo en un dominio de metiltransferasa de ARN de Thermus thermophilus (PDB ID 1IPA). El extremo C-terminal anudado de la proteína se muestra en azul.

El plegamiento de nudo de trébol es un plegamiento proteico en el que la cadena principal de la proteína se retuerce formando un nudo de trébol . Los nudos "superficiales", en los que la cola de la cadena polipeptídica solo pasa a través de un bucle por unos pocos residuos, son poco comunes, pero los nudos "profundos", en los que muchos residuos pasan a través del bucle, son extremadamente raros. Se han encontrado nudos de trébol profundos en la superfamilia SPOUT [ 1 ] , incluyendo proteínas metiltransferasas involucradas en la modificación postranscripcional del ARN en los tres dominios de la vida , incluyendo la bacteria Thermus thermophilus [ 2 ] y proteínas [ 3 ] en arqueas.y en eucariotas . [ 4 ]

En muchos casos, el nudo de trébol forma parte del sitio activo o de un sitio de unión de ligando y es fundamental para la actividad de la enzima en la que aparece. Antes del descubrimiento de la primera proteína anudada , se creía que el proceso de plegamiento de proteínas no podía producir nudos profundos de manera eficiente en los esqueletos proteicos. Estudios de la cinética de plegamiento de una proteína dimérica de Haemophilus influenzae han revelado que el plegamiento de las proteínas con nudo de trébol puede depender de la isomerización de prolina . [ 5 ] Se han desarrollado algoritmos computacionales para identificar estructuras proteicas anudadas, tanto para explorar el Protein Data Bank en busca de nudos naturales no detectados previamente como para identificar nudos en predicciones de estructura proteica , donde es improbable que reproduzcan con precisión la estructura del estado nativo debido a la rareza de los nudos en las proteínas conocidas. [ 6 ] Las knottinas son proteínas pequeñas, diversas y estables con un importante potencial para el diseño de fármacos. Se pueden clasificar en 30 familias que abarcan una amplia gama de secuencias (1621 secuenciadas), estructuras tridimensionales (155 resueltas) y funciones (> 10). La similitud entre las knottinas radica principalmente en una identidad de secuencia de entre el 20 % y el 40 %, y en desviaciones de la cadena principal de entre 1,5 y 4 Å, aunque todas comparten un núcleo disulfuro fuertemente anudado. Es probable que esta importante variabilidad se deba a los bucles altamente diversos que conectan las cisteínas anudadas sucesivas . La predicción de modelos estructurales para todas las secuencias de knottinas abriría nuevas vías para el análisis de los sitios de interacción y proporcionaría una mejor comprensión de la organización estructural y funcional de las proteínas que comparten este andamiaje. [ 7 ]

Dominio del trébol

El dominio trefoil (tipo P) es un dominio rico en cisteína de aproximadamente cuarenta y cinco residuos de aminoácidos que se ha encontrado en algunas proteínas eucariotas extracelulares. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] Se conoce como dominio 'P', 'trefoil' o 'TFF', y contiene seis cisteínas unidas por tres enlaces disulfuro con conectividad 1–5, 2–4, 3–6.

El dominio se ha encontrado en una variedad de proteínas eucariotas extracelulares, [ 9 ] [ 11 ] [ 12 ] incluyendo la proteína pS2 ( TFF1 ), una proteína secretada por la mucosa del estómago ; el polipéptido espasmolítico (SP) ( TFF2 ), una proteína de aproximadamente 115 residuos que inhibe la motilidad gastrointestinal y la secreción de ácido gástrico ; el factor trefoil intestinal (ITF) ( TFF3 ); las proteínas del estómago de Xenopus laevis xP1 y xP4; las mucinas tegumentarias de xenopus A.1 (preprospasmolisina) y C.1, proteínas que pueden estar involucradas en la defensa contra infecciones microbianas al proteger los epitelios del ambiente externo; la proteína de la piel de xenopus xp2 (o APEG); la proteína de unión a espermatozoides de la zona pelúcida B (ZP-B); sacarasa-isomaltasa intestinal ( EC 3.2.1.48 / EC 3.2.1.10 ), un complejo enzimático multifuncional unido a la membrana de vertebrados que hidroliza sacarosa, maltosa e isomaltosa; y alfa-glucosidasa lisosomal ( EC 3.2.1.20 ).

Ejemplos

Los genes humanos que codifican proteínas que contienen el dominio trefoil incluyen:

Historia

Existía un servidor web, pKNOT, disponible para detectar nudos en proteínas, así como para proporcionar información sobre proteínas anudadas en el Protein Data Bank . [ 13 ]

Referencias

  1. ↑ Zarembinski, Thomas I.; Kim, Youngchang; Peterson, Kelly; Christendat, Dinesh; Dharamsi, Akil; Arrowsmith, Cheryl H.; Edwards, Aled M.; Joachimiak, Andrzej (2002). "Nudo de trébol profundo implicado en la unión al ARN encontrado en una proteína arqueobacteriana" . Proteins : Structure, Function, and Bioinformatics . 50 (2): 177– 183. doi : 10.1002/prot.10311 . PMC 2792022. PMID 12486711 .  
  2. ^ Nureki, Osamu; Shirouzu, Mikako; Hashimoto, Kyoko; Ishitani, Ryuichiro; Terada, Takaho; Tamakoshi, Masatada; Oshima, Tairo; Chijimatsu, Masao; Takio, Koji; Vassylyev, Dmitry G.; Shibata, Takehiko; Inoue, Yorinao; Kuramitsu, Seiki; Yokoyama, Shigeyuki (2002). "Una enzima con un profundo nudo trébol para la arquitectura del sitio activo". Acta Crystallographica Sección D Cristalografía biológica . 58 (7): 1129– 1137. doi : 10.1107/s0907444902006601 . PMID 12077432 . 
  3. ^ Nureki, Osamu; Watanabe, Kazunori; Fukai, Shuya; Ishii, Ryohei; Endo, Yaeta; Hori, Hiroyuki; Yokoyama, Shigeyuki (2004). "Estructura de nudo profundo para la construcción del sitio activo y el sitio de unión del cofactor de la enzima de modificación del ARNt" . Estructura . 12 (4): 593– 602. doi : 10.1016/j.str.2004.03.003 . PMID 15062082 . 
  4. ↑ Leulliot, N.; Bohnsack, MT; Graille, M.; Tollervey, D.; Van Tilbeurgh, H. (2007). "El factor de síntesis de ribosomas de levadura Emg1 es un nuevo miembro de la superfamilia de metiltransferasas de pliegue de nudo alfa/beta" . Nucleic Acids Research . 36 (2): 629– 639. doi : 10.1093/nar/gkm1074 . PMC 2241868. PMID 18063569 .  
  5. ↑ Mallam, Anna L.; Jackson, Sophie E. (2006). "Explorando los nudos de la naturaleza: la vía de plegamiento de una proteína homodimérica anudada". Journal of Molecular Biology . 359 (5): 1420– 1436. doi : 10.1016/j.jmb.2006.04.032 . PMID 16787779 . 
  6. ↑ Khatib, Firas; Weirauch, Matthew T.; Rohl, Carol A. (2006). "Detección rápida de nudos y su aplicación a la predicción de la estructura de proteínas" . Bioinformatics . 22 (14): e252– e259. doi : 10.1093/bioinformatics/btl236 . PMID 16873480 . 
  7. ↑ Gracy, Jérôme; Chiche, Laurent (2010). " Optimización del modelado estructural para un andamiaje proteico específico: nudos de cistina o inhibidores" . BMC Bioinformatics . 11 : 535. doi : 10.1186/1471-2105-11-535 . PMC 2984590. PMID 21029427 .  
  8. ↑ Gajhede M, Petersen TN, Henriksen A, et al. (diciembre de 1993). "Polipéptido espasmolítico pancreático: primera estructura tridimensional de un miembro de la familia de péptidos trefoil de mamíferos". Structure . 1 (4): 253– 62. doi : 10.1016/0969-2126(93)90014-8 . PMID 8081739 .  
  9. 1 2 Otto B, Wright N (1994). "Péptidos de trébol. Un éxito rotundo". Current Biology . 4 (9): 835– 838. doi : 10.1016/S0960-9822(00)00186-X . PMID 7820556 . S2CID 11245174 .  
  10. ↑ Thim L, Wright NA, Hoffmann W, Otto WR, Rio MC (1997). "Rolling in the clover: trefoil factor family (TFF)-domain peptides, cell migration and cancer" . FEBS Letters . 408 (2): 121– 123. doi : 10.1016/ S0014-5793 (97)00424-9 . PMID 9187350. S2CID 26946754 .  
  11. 1 2 Bork P (1993). "Un dominio de trébol en la principal proteína de la zona pelúcida del conejo" . Protein Science . 2 (4): 669– 670. doi : 10.1002/pro.5560020417 . PMC 2142363. PMID 8518738 .  
  12. 1 2 Hoffmann W, Hauser F (1993). "El dominio P o motivo de trébol: ¿un papel en la renovación y patología de los epitelios mucosos?". Trends in Biochemical Sciences . 18 (7): 239– 243. doi : 10.1016/0968-0004(93)90170-R . PMID 8267796 . 
  13. ↑ Lai, Y.-L.; Yen, S.-C.; Yu, S.-H.; Hwang, J.-K. (2007). "pKNOT: El servidor web de la proteína KNOT" . Nucleic Acids Research . 35 (número especial de servidores web): W420– W424 . doi : 10.1093/nar/gkm304 . PMC 1933195. PMID 17526524 .  
  • Pliegue de nudo alfa/beta SCOP
  • Topología de nudo alfa/beta de CATH

Bibliografía

  • Tkaczuk KL, Dunin-Horkawicz S, Purta E, Bujnicki JM. (2007). Bioinformática estructural y evolutiva de la superfamilia SPOUT de metiltransferasas. BMC Bioinformatics . 8:73
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