بنية حلزونية-حلقية-حلزونية أساسية

يُعدّ تركيب اللولب -الحلقة-اللولب الأساسي ( bHLH ) نمطًا بنيويًا بروتينيًا يُميّز إحدى أكبر عائلات عوامل النسخ الثنائية . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] لا تشير كلمة "أساسي" إلى التعقيد، بل إلى التركيب الكيميائي لهذا النمط، لأن عوامل النسخ عمومًا تحتوي على بقايا أحماض أمينية أساسية لتسهيل ارتباطها بالحمض النووي . [ 6 ]

تُعدّ عوامل النسخ bHLH مهمة في كثير من الأحيان في النمو أو نشاط الخلايا. فعلى سبيل المثال، يُعتبر BMAL1-Clock (المعروف أيضًا باسم ARNTL ) مُركّب نسخ أساسي في الساعة البيولوجية الجزيئية. كما رُبطت جينات أخرى، مثل c-Myc و HIF-1 ، بالسرطان نظرًا لتأثيرها على نمو الخلايا واستقلابها.

بناء

يتميز هذا النمط بوجود حلزونين ألفا متصلين بحلقة . عمومًا، تكون عوامل النسخ (بما في ذلك هذا النوع) ثنائية ، حيث يحتوي كل حلزون على بقايا أحماض أمينية قاعدية تُسهّل ارتباط الحمض النووي . [ 6 ] عادةً ما يكون أحد الحلزونين أصغر حجمًا، وبفضل مرونة هذه الحلقة، يسمح بتكوين ثنائي من خلال الطي والتراص مقابل الحلزون الآخر. يحتوي الحلزون الأكبر عادةً على مناطق ارتباط الحمض النووي. ترتبط بروتينات bHLH عادةً بتسلسل توافقي يُسمى صندوق E ، وهو CANNTG. [ 7 ] صندوق E المتعارف عليه هو CACGTG ( متناظر )، ومع ذلك، ترتبط بعض عوامل النسخ bHLH، ولا سيما تلك التابعة لعائلة bHLH- PAS ، بتسلسلات غير متناظرة ذات صلة، تشبه صندوق E. قد تُكوّن عوامل النسخ bHLH ثنائيات متجانسة أو غير متجانسة مع عوامل نسخ bHLH أخرى، مُشكّلةً مجموعة واسعة من الثنائيات، لكل منها وظائف محددة. [ 8 ]

أمثلة

أشارت دراسة تحليلية للتطور السلالي إلى أن بروتينات bHLH تنقسم إلى ست مجموعات رئيسية، يُشار إليها بالأحرف من A إلى F. [ 9 ] ومن أمثلة عوامل النسخ التي تحتوي على bHLH ما يلي:

المجموعة أ

المجموعة ب

المجموعة ج

تحتوي هذه البروتينات على نطاقين إضافيين من نوع PAS بعد نطاق bHLH.

المجموعة د

المجموعة هـ

المجموعة F

تحتوي هذه البروتينات على نطاق COE إضافي

أنظمة

نظرًا لأن العديد من عوامل النسخ bHLH ثنائية الوحدات الفرعية، [ 8 ] فإن نشاطها غالبًا ما يُنظَّم بدقة من خلال ازدواج الوحدات الفرعية. غالبًا ما يُتحكَّم في تعبير إحدى الوحدات الفرعية أو توافرها، بينما تُعبَّر الوحدة الفرعية الأخرى بشكلٍ دائم. تمتلك العديد من البروتينات التنظيمية المعروفة، مثل بروتين extramacrochaetae في ذبابة الفاكهة ، بنية حلزونية-حلقية-حلزونية، لكنها تفتقر إلى المنطقة القاعدية، مما يجعلها غير قادرة على الارتباط بالحمض النووي DNA بمفردها. ومع ذلك، فهي قادرة على تكوين ثنائيات غير متجانسة مع البروتينات التي تمتلك بنية bHLH، مما يُعطِّل قدراتها كعوامل نسخ. [ 10 ]

تاريخ

  • في عام 1989، أظهر مور وآخرون أن ثنائيات بروتينات bHLH المختلفة ترتبط بنمط DNA قصير (يُسمى لاحقًا صندوق E ). [ 11 ] يتكون صندوق E هذا من تسلسل DNA المسمى CANNTG، حيث يمكن أن يكون N أي نيوكليوتيد . [ 7 ]
  • 1994: قامت مجموعتا هاريسون [ 12 ] وبابو [ 13 ] بتبلور بروتينات bHLH المرتبطة بصناديق E، مما يدل على أن حلقة الزخرفة المتوازية المكونة من 4 حلزونات توجه التسلسلات الأساسية للتفاعل مع النيوكليوتيدات المحددة في الأخدود الرئيسي لصندوق E.
  • 1994: حدد وارتون وآخرون صناديق E غير المتماثلة المرتبطة بمجموعة فرعية من بروتينات bHLH ذات نطاقات PAS (بروتينات bHLH-PAS)، بما في ذلك Single-minded (Sim) ومستقبل الهيدروكربون العطري. [ 14 ]
  • 1995: حددت مجموعة سيمينزا عامل نقص الأكسجين القابل للتحفيز (HIF) على أنه ثنائي غير متجانس bHLH-PAS يرتبط بصندوق E غير متماثل ذي صلة. [ 15 ]
  • في عام 2009، حدد غروف ودي ماسي وآخرون أنماطًا جديدة قصيرة من الحمض النووي، ترتبط بها مجموعة فرعية من بروتينات bHLH، والتي أطلقوا عليها اسم "تسلسلات شبيهة بصندوق E". تأتي هذه التسلسلات على شكل CAYRMK، حيث يرمز Y إلى C أو T، وR إلى A أو G، وM إلى A أو C، وK إلى G أو T. [ 16 ]

بروتينات بشرية ذات نطاق ربط الحمض النووي من نوع حلزون-حلقة-حلزون

AHR ؛ AHRR ؛ ARNT ؛ ARNT2 ؛ ARNTL ؛ ARNTL2 ؛ ASCL1 ؛ ASCL2 ؛ ASCL3 ؛ ASCL4 ؛ ATOH1 ؛ ATOH7 ؛ ATOH8 ؛ BHLHB2 ؛ BHLHB3 ؛ BHLHB4 ؛ BHLHB5 ؛ BHLHB8 ؛ CLOCK ؛ EPAS1 ؛ FERD3L ؛ FIGLA ؛ HAND1 ؛ HAND2 ؛ HES1 ؛ HES2 ؛ HES3 ؛ HES4 ؛ HES5 ؛ HES6 ؛ HES7 ؛ HEY1 ؛ HEY2 ؛ HIF1A ؛ ID1 ؛ ID2 ؛ ID3 ؛ ID4 ؛ KIAA2018 ؛ LYL1 ؛ MASH1 ؛ MATH2 ؛ MAX ؛ MESP1 ؛ MESP2 ؛ MIST1 ؛ MITF ؛ MLX ؛ MLXIP ؛ MLXIPL ؛ MNT ؛ MSC ؛ MSGN1 ؛ MXD1 ؛ MXD3 ؛ MXD4 ؛ MXI1 ؛ MYC ؛ MYCL1 ؛ MYCL2 ؛ MYCN ؛ MYF5 ؛ MYF6 ؛ MYOD1 ؛ MYOG ؛ NCOA1 ؛ NCOA3 ؛ NEUROD1 ؛ NEUROD2 ؛ NEUROD4 ؛ NEUROD6 ؛ NEUROG1 ؛ NEUROG2 ؛ NEUROG3 ؛ NHLH1 ؛ NHLH2 ؛ NPAS1 ؛ NPAS2 ؛ NPAS3 ؛ NPAS4 ؛ OAF1 ؛ OLIG1 ؛ OLIG2 ؛ OLIG3 ؛ PTF1A ؛ SCL ؛ SCXB ؛ SIM1 ؛ SIM2 ؛ SOHLH1 ؛ SOHLH2 ؛ SREBF1 ؛ SREBF2 ؛ TAL1 ؛ TAL2 ؛ TCF12 ؛ TCF15 ؛ TCF21 ؛ TCF3 ؛ TCF4 ؛ TCFL5 ؛ TFAP4 ؛ TFE3 ؛ TFEB ؛ TFEC ؛ TWIST1 ؛ TWIST2 ؛ USF1 ؛ USF2 .

انظر أيضاً

مراجع

  1. PDB : 1x0o ​;Card PB, Erbel PJ, Gardner KH (أكتوبر 2005). "الأساس البنيوي لتكوين ثنائي ARNT PAS-B: استخدام واجهة مشتركة من الصفائح بيتا لتكوين ثنائيات متجانسة وغير متجانسة". مجلة البيولوجيا الجزيئية 353 (3): 664-77 . doi : 10.1016/j.jmb.2005.08.043 . PMID 16181639 . 
  2. ^ Murre C، Bain G، van Dijk MA، Engel I، Furnari BA، Massari ME، Matthews JR، Quong MW، Rivera RR، Stuiver MH (يونيو 1994). “هيكل ووظيفة بروتينات الحلزون الحلزوني”. الكيمياء الحيوية. بيوفيس. اكتا . 1218 (2): 129– 35. دوى : 10.1016/0167-4781(94)90001-9 . بميد 8018712 . 
  3. ليتلوود تي دي، إيفان جي آي (1995). "عوامل النسخ 2: حلزون-حلقة-حلزون". ملف البروتين . 2 (6): 621-702 . PMID 7553065 . 
  4. ماساري، م. إي.، ومور، س. (يناير 2000). "بروتينات الحلزون-الحلقة-الحلزون: منظمات النسخ في الكائنات حقيقية النواة" . بيولوجيا الخلية الجزيئية 20 (2): 429-440 . doi : 10.1128/MCB.20.2.429-440.2000 . PMC 85097. PMID 10611221 .  
  5. أموتزياس، غريغوريس د.؛ روبرتسون، ديفيد ل.؛ فان دي بير، إيف؛ أوليفر، ستيفن ج. (2008-05-01). "اختر شركاءك: التضاعف في عوامل النسخ حقيقية النواة". اتجاهات في العلوم البيوكيميائية . 33 (5): 220-229 . doi : 10.1016/j.tibs.2008.02.002 . ISSN 0968-0004 . PMID 18406148 .  
  6. 1 2 لورانس زيبورسكي؛ أرنولد بيرك؛ مونتي كريجر؛ دارنيل، جيمس إي.؛ لوديش، هارفي إف.؛ كايزر، كريس؛ ماثيو بي سكوت؛ ماتسودايرا، بول تي. (22-08-2003). حزمة ماكجيل لوديش 5E - بيولوجيا الخلية الجزيئية ورمز تفعيل ماكجيل . سان فرانسيسكو: دبليو إتش فريمان. ISBN 0-7167-8635-4.
  7. 1 2 تشودري ج، سكينر إم كيه (1999). "يمكن لبروتينات الحلزون-الحلقة-الحلزون الأساسية أن تعمل على صندوق E ضمن عنصر استجابة المصل لمُحفِّز c-fos للتأثير على تنشيط المُحفِّز المُستحث بالهرمونات في خلايا سيرتولي" . علم الغدد الصماء الجزيئي . 13 (5): 774-86 . doi : 10.1210/mend.13.5.0271 . PMID 10319327 . 
  8. 1 2 أموتزياس، غريغوري د.؛ روبرتسون، ديفيد ل.؛ أوليفر، ستيفن ج.؛ بورنبرغ-باور، إريك (2004-03-01). " التطور التقاربي لشبكات الجينات من خلال تضاعف الجينات المفردة في حقيقيات النوى العليا" . تقارير EMBO . 5 (3): 274-279 . doi : 10.1038/sj.embor.7400096 . ISSN 1469-221X . PMC 1299007. PMID 14968135 .   
  9. ليدنت، ف؛ باكيه، أ؛ فيرفورت، م (2002). "التحليل التطوري لبروتينات الحلزون-الحلقة-الحلزون الأساسية البشرية" . علم الأحياء الجينومي . 3 (6): research0030.1. doi : 10.1186/gb-2002-3-6-research0030 . PMC 116727. PMID 12093377 .  
  10. كابريرا سي في، ألونسو إم سي، هويكيشوفن إتش (1994). "تنظيم وظيفة الحراشف بواسطة الزوائد الخارجية في المختبر وفي الجسم الحي" . التطور . 120 (12): 3595-603 . doi : 10.1242/dev.120.12.3595 . PMID 7821225 . 
  11. مور سي، مكاو بي إس، فايسين إتش، وآخرون (1989). "التفاعلات بين بروتينات حلزون-حلقة-حلزون غير متجانسة تُنتج مُركبات ترتبط على وجه التحديد بتسلسل DNA مشترك". الخلية . 58 ( 3): 537-44 . doi : 10.1016/0092-8674(89)90434-0 . PMID 2503252. S2CID 29339773 .   
  12. إلينبرغر تي، فاس دي، أرنو إم، هاريسون إس سي (أبريل 1994). "البنية البلورية لعامل النسخ E47: التعرف على صندوق E بواسطة ثنائي حلزون-حلقة-حلزون في المنطقة الأساسية" . جينز ديف . 8 (8): 970-980 . doi : 10.1101/gad.8.8.970 . PMID 7926781 . 
  13. ما، بي سي، ورولد، إم إيه، ووينتروب، إتش، وبابو، سي أو (مايو 1994). "البنية البلورية لمركب نطاق bHLH لبروتين MyoD مع الحمض النووي: منظورات حول التعرف على الحمض النووي وآثاره على تنشيط النسخ". مجلة Cell . 77 (3): 451-459 . doi : 10.1016/0092-8674(94)90159-7 . PMID 8181063. S2CID 44902701 .  
  14. وارتون، ك. أ.، فرانكس، ر. ج.، كاساي، ي.، كروز، س. ت. (ديسمبر 1994). "التحكم في نسخ خط الوسط في الجهاز العصبي المركزي بواسطة عناصر غير متماثلة تشبه صندوق E: تشابه مع التنظيم الاستجابي للمواد الغريبة" . التطور . 120 (12): 3563-3569 . doi : 10.1242/dev.120.12.3563 . PMID 7821222 . 
  15. وانغ جي إل، جيانغ بي إتش، رو إي إيه، سيمينزا جي إل (يونيو 1995). "عامل تحفيز نقص الأكسجين 1 هو ثنائي غير متجانس من نوع حلزون-حلقة-حلزون-PAS أساسي، يتم تنظيمه بواسطة ضغط الأكسجين الخلوي" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 92 (12): 5510-5514 . رمز Bibcode : 1995PNAS...92.5510W . doi : 10.1073 / pnas.92.12.5510 . PMC 41725. PMID 7539918 .  
  16. غروف سي، دي ماسي إف، وآخرون (2009). "شبكة متعددة المعايير تكشف عن تباين واسع بين عوامل النسخ bHLH في الدودة الأسطوانية C. elegans" . مجلة Cell . 138 (2): 314-327 . doi : 10.1016/j.cell.2009.04.058 . PMC 2774807. PMID 19632181 .