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Articulo de referencia

hélice-bucle-hélice básica

Un motivo estructural básico hélice-bucle-hélice ( bHLH ) es un motivo proteico que caracteriza a una de las familias más grandes de factores de transcripción dimerizantes . [ 2...

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Un motivo estructural básico hélice-bucle-hélice ( bHLH ) es un motivo proteico que caracteriza a una de las familias más grandes de factores de transcripción dimerizantes . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] La palabra "básico" no se refiere a la complejidad, sino a la química del motivo, ya que los factores de transcripción en general contienen residuos de aminoácidos básicos para facilitar la unión al ADN . [ 6 ]

Los factores de transcripción bHLH suelen ser importantes en el desarrollo o la actividad celular. Por ejemplo, BMAL1-Clock (también llamado ARNTL ) es un complejo de transcripción fundamental en el reloj circadiano molecular . Otros genes, como c-Myc y HIF-1 , se han relacionado con el cáncer debido a sus efectos en el crecimiento y el metabolismo celular.

Estructura

El motivo se caracteriza por dos hélices α conectadas por un bucle . En general, los factores de transcripción (incluido este tipo) son diméricos , cada uno con una hélice que contiene residuos de aminoácidos básicos que facilitan la unión al ADN . [ 6 ] Generalmente, una hélice es más pequeña y, debido a la flexibilidad de este bucle, permite la dimerización mediante el plegamiento y el empaquetamiento contra otra hélice. La hélice más grande suele contener las regiones de unión al ADN. Las proteínas bHLH suelen unirse a una secuencia consenso llamada caja E , CANNTG. [ 7 ] La ​​caja E canónica es CACGTG ( palíndrica ); sin embargo, algunos factores de transcripción bHLH, en particular los de la familia bHLH- PAS , se unen a secuencias no palindrómicas relacionadas, que son similares a la caja E. Los factores de transcripción bHLH pueden homodimerizarse o heterodimerizarse con otros factores de transcripción bHLH y formar una gran variedad de dímeros, cada uno con funciones específicas. [ 8 ]

Ejemplos

Un análisis filogenético sugirió que las proteínas bHLH se dividen en seis grupos principales, indicados por las letras A a F. [ 9 ] Ejemplos de factores de transcripción que contienen un bHLH incluyen:

Grupo A

Grupo B

Grupo C

Estas proteínas contienen dos dominios PAS adicionales después del dominio bHLH.

Grupo D

Grupo E

Grupo F

Estas proteínas contienen un dominio COE adicional.

Regulación

Dado que muchos factores de transcripción bHLH son heterodiméricos, [ 8 ] su actividad suele estar altamente regulada por la dimerización de las subunidades. La expresión o disponibilidad de una subunidad suele estar controlada, mientras que la otra se expresa constitutivamente. Muchas de las proteínas reguladoras conocidas, como la proteína extramacrochaetae de Drosophila , tienen la estructura hélice-bucle-hélice pero carecen de la región básica, lo que les impide unirse al ADN por sí solas. Sin embargo, pueden formar heterodímeros con proteínas que sí tienen la estructura bHLH e inactivar su función como factores de transcripción. [ 10 ]

Historia

  • 1989: Murre et al. demostraron que los dímeros de varias proteínas bHLH se unen a un motivo de ADN corto (más tarde llamado E-Box ). [ 11 ] Este E-Box consiste en la secuencia de ADN CANNTG, donde N puede ser cualquier nucleótido . [ 7 ]
  • 1994: Los grupos de Harrison [ 12 ] y Pabo [ 13 ] cristalizan proteínas bHLH unidas a cajas E, demostrando que el bucle del motivo del haz de 4 hélices paralelas orienta las secuencias básicas para interactuar con nucleótidos específicos en el surco mayor de la caja E.
  • 1994: Wharton et al. identificaron cajas E asimétricas unidas por un subconjunto de proteínas bHLH con dominios PAS (proteínas bHLH-PAS), incluyendo Single-minded (Sim) y el receptor de hidrocarburos aromáticos. [ 14 ]
  • 1995: El grupo de Semenza identifica el factor inducible por hipoxia (HIF) como un heterodímero bHLH-PAS que se une a una caja E asimétrica relacionada. [ 15 ]
  • 2009: Grove, De Masi et al. identificaron nuevos motivos cortos de ADN, unidos a un subconjunto de proteínas bHLH, que definieron como "secuencias tipo E-box". Estas tienen la forma CAYRMK, donde Y representa C o T, R es A o G, M es A o C y K es G o T. [ 16 ]

Proteínas humanas con dominio de unión al ADN hélice-bucle-hélice

AHR ; AHRR ; ARNT ; ARNT2 ; ARNTL ; ARNTL2 ; ASCL1 ; ASCL2 ; ASCL3 ; ASCL4 ; ATOH1 ; ATOH7 ; ATOH8 ; BHLHB2 ; BHLHB3 ; BHLHB4 ; BHLHB5 ; BHLHB8 ; RELOJ ; EPAS1 ; FERD3L ; FIGLA ; MANO1 ; MANO2 ; HES1 ; HES2 ; HES3 ; HES4 ; HES5 ; HES6 ; HES7 ; OYE1 ; OYE2 ; HIF1A ; ID1 ; ID2 ; ID3 ; ID4 ; KIAA2018 ; LYL1 ; MASH1 ; MATEMÁTICAS2 ; MÁXIMO ; MESP1 ; MESP2 ; NIEBLA1 ; 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 .

Véase también

Referencias

  1. ↑ PDB : 1x0o ​;Card PB, Erbel PJ, Gardner KH (octubre de 2005). "Base estructural de la dimerización ARNT PAS-B: uso de una interfaz de lámina beta común para la hetero- y homodimerización". J. Mol. Biol . 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 (junio de 1994). "Estructura y función de las proteínas hélice-bucle-hélice". Biochim. Biofísica. Acta . 1218 (2): 129– 35. doi : 10.1016/0167-4781(94)90001-9 . PMID 8018712 . 
  3. ↑ Littlewood TD, Evan GI (1995). "Factores de transcripción 2: hélice-bucle-hélice". Protein Profile . 2 (6): 621– 702. PMID 7553065 . 
  4. ↑ Massari ME, Murre C (enero de 2000). "Proteínas hélice-bucle-hélice: reguladores de la transcripción en organismos eucariotas" . Mol . Cell. Biol . 20 (2): 429–40 . doi : 10.1128/MCB.20.2.429-440.2000 . PMC 85097. PMID 10611221 .  
  5. ↑ Amoutzias, Grigoris D.; Robertson, David L.; Van de Peer, Yves; Oliver, Stephen G. (2008-05-01). "Elige a tus socios: dimerización en factores de transcripción eucariotas". Trends in Biochemical Sciences . 33 (5): 220– 229. doi : 10.1016/j.tibs.2008.02.002 . ISSN 0968-0004 . PMID 18406148 .  
  6. 1 2 Lawrence Zipursky; Arnold Berk; Monty Krieger; Darnell, James E.; Lodish, Harvey F.; Kaiser, Chris; Matthew P Scott; Matsudaira, Paul T. (22 de agosto de 2003). Paquete McGill Lodish 5E - Biología Celular Molecular y Código de Activación de McGill . San Francisco: WH Freeman. ISBN 0-7167-8635-4.
  7. 1 2 Chaudhary J, Skinner MK (1999). "Las proteínas hélice-bucle-hélice básicas pueden actuar en la caja E dentro del elemento de respuesta al suero del promotor c-fos para influir en la activación del promotor inducida por hormonas en las células de Sertoli" . Mol. Endocrinol . 13 (5): 774– 86. doi : 10.1210/mend.13.5.0271 . PMID 10319327 . 
  8. 1 2 Amoutzias, Gregory D.; Robertson, David L.; Oliver, Stephen G.; Bornberg-Bauer, Erich (2004-03-01). "Evolución convergente de redes genéticas mediante duplicaciones de genes individuales en eucariotas superiores" . EMBO Reports . 5 (3): 274– 279. doi : 10.1038/sj.embor.7400096 . ISSN 1469-221X . PMC 1299007. PMID 14968135 .   
  9. ↑ Ledent, V; Paquet, O; Vervoort, M (2002). "Análisis filogenético de las proteínas hélice-bucle-hélice básicas humanas" . Genome Biology . 3 (6): research0030.1. doi : 10.1186/gb-2002-3-6-research0030 . PMC 116727. PMID 12093377 .  
  10. ↑ Cabrera CV, Alonso MC, Huikeshoven H (1994). "Regulación de la función de los scutes por extramacroquetos in vitro e in vivo" . Development . 120 (12): 3595– 603. doi : 10.1242/dev.120.12.3595 . PMID 7821225 . 
  11. ↑ Murre C, McCaw PS, Vaessin H, et al. (1989). "Las interacciones entre proteínas hélice-bucle-hélice heterólogas generan complejos que se unen específicamente a una secuencia de ADN común". Cell . 58 ( 3): 537–44 . doi : 10.1016/0092-8674(89)90434-0 . PMID 2503252. S2CID 29339773 .   
  12. ↑ Ellenberger T, Fass D, Arnaud M, Harrison SC (abril de 1994). "Estructura cristalina del factor de transcripción E47: reconocimiento de la caja E por un dímero hélice-bucle-hélice de la región básica" . Genes Dev . 8 (8): 970–80 . doi : 10.1101/gad.8.8.970 . PMID 7926781 . 
  13. ↑ Ma PC, Rould MA, Weintraub H, Pabo CO (mayo de 1994). "Estructura cristalina del complejo dominio bHLH-ADN de MyoD: perspectivas sobre el reconocimiento del ADN e implicaciones para la activación transcripcional". Cell . 77 ( 3): 451–9 . doi : 10.1016/0092-8674(94)90159-7 . PMID 8181063. S2CID 44902701 .  
  14. ↑ Wharton KA, Franks RG, Kasai Y, Crews ST (diciembre de 1994). "Control de la transcripción de la línea media del SNC por elementos asimétricos similares a la caja E: similitud con la regulación sensible a xenobióticos" . Development . 120 (12): 3563–9 . doi : 10.1242/dev.120.12.3563 . PMID 7821222 . 
  15. ↑ Wang GL, Jiang BH, Rue EA, Semenza GL (junio de 1995). "El factor 1 inducible por hipoxia es un heterodímero básico hélice-bucle-hélice-PAS regulado por la tensión celular de O2" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 92 (12): 5510–4 . Bibcode : 1995PNAS...92.5510W . doi : 10.1073 /pnas.92.12.5510 . PMC 41725. PMID 7539918 .  
  16. ↑ Grove C, De Masi F, et al. (2009). "Una red multiparamétrica revela una amplia divergencia entre los factores de transcripción bHLH de C. elegans" . Cell . 138 ( 2): 314–27 . doi : 10.1016/j.cell.2009.04.058 . PMC 2774807. PMID 19632181 .   
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