Abrir o menú principal

Un motivo de tipo hélice básica-bucle-hélice (bHLH) é un motivo estrutural de proteínas que caracteriza unha familia de factores de transcrición.[2][3][4] Este motivo non debería confundirse co dominio hélice-xiro-hélice.

Dominio de unión ao ADN de hélice básica-bucle-hélice
Basic helix loop helix.png
Motivo estrutural de hélice básica-bucle-hélice do ARNT (translocador nuclear do receptor de aril hidrocarburos). Dúas hélices α (azul) están conectadas por un curto bucle (vermello).[1]
Identificadores
Símbolo bHLH
Pfam PF00010
InterPro IPR001092
SMART SM00353
PROSITE PDOC00038
SCOP 1mdy
SUPERFAMILY 1mdy
CDD cd00083

Índice

EstruturaEditar

O motivo caracterízase por ter dúas hélices α conectadas por un bucle. En xeral, os factores de transcrición que conteñen este dominio son dímeros, cada un cunha hélice que contén residuos de aminoácidos de carácter básico que facilita a unión ao ADN.[5] En xeral, unha hélice é de menor tamaño, e, debido á flexibilidade do bucle, permite a dimerización por pregamento e empaquetamento sobre a outra hélice. A hélice meirande contén as rexións para a unión ao ADN. As proteínas bHLH únense caracteristicamente a unha secuencia de consenso chamada caixa E, que é CANNTG, onde C é citosina, T é timina, G é guanina e N é calquera nucleótido.[6] A caixa E canónica é CACGTG (unha secuencia palindrómica); porén algúns factores de transcrición bHLH, singularmente aqueles da familia bHLH-PAS, únense a secuencias non palindrómicas relacionadas, que son similares á caixa E.

ExemplosEditar

Exemplos de factores de transcrición que conteñen motivos bHLH son:

Os factores de transcrición bHLH adoitan ser importantes durante o desenvolvemento ou nas actividades celulares. O Reloxio BMAL1 (BMAL1-Clock) é un complexo de transcrición central do reloxio circadiano molecular. Outros xenes, como o c-Myc e o HIF-1, foron ligados ao cancro debido aos seus efectos sobre o crecemento celular e metabolismo.

RegulaciónEditar

Como moitos factores de trranscrición bHLH son heterodímeros, a súa actividade adoita estar moi regulada pola dimerización das subunidades. Xeralmente a expresión dunha das subunidades ou a súa dispoñibilidade está controlada, mentres que a outra subunidade se expresa constitutivamente. Moitas das proteínas reguladoras coñecidas, como a proteína extramacrochaetae da mosca Drosophila, teñen a estrutura hélice-bucle-hélice pero carecen da rexión básica, o que fai que sexan incapaces de unirse ao ADN por si mesmas. Porén, poden formar heterodímeros con proteínas que teñen a estrutura bHLH, e inactivar as súas capacidades como factores de transcrición.[7]

HistoriaEditar

  • 1989: Murre et al. demostaron que os dímeros de varias proteínas bHLH se unen a un curto motivo do ADN (que posteriormente se chamaría caixa E).[8] Esta secuencia de ADN consta da secuencia CANNTG, onde N pode ser calquera nucleótido.[6]
  • 1994: o grupo de Harrison[9] e Pabo[10] cristalizou proteínas bHLH unidas a caixas E, que demostraban que o bucle motivo de feixe de 4 hélices paralelas orienta as secuencias básicas de modo que interaccionen con nucleótidos específicos no suco maior da caixa E do ADN.
  • 1994: Wharton et al. identificaron caixas E asimétricas que se unían a un conxunto de proteínas bHLH con dominios PAS (proteínas bHLH-PAS), como a chamada Single-minded (Sim) e o rceptor de hidrocarburos aromáticos.[11]
  • 1995: O grupo de Semenza identifica o factor inducible por hipoxia (HIF) como un heterodímero bHLH-PAS que se une a unha caixa E asimétrica relacionada.[12]
  • 2009: Grove, De Masi et al., identificaron uns novos motivos curtos no ADN, que se unían a un conxunto de proteínas bHLH, que eles definiron como "secuencias similares á caixa E". Tiñan a secuencia CAYRMK, onde Y pode ser C ou T, R é A ou G, M é A ou C e K é G ou T.[13]

Proteínas humanas co dominio de unión ao ADN de hélice-bucle-héliceEditar

NotasEditar

  1. PDB 1x0o; Card PB, Erbel PJ, Gardner KH (October 2005). "Structural basis of ARNT PAS-B dimerization: use of a common beta-sheet interface for hetero- and homodimerization". J. Mol. Biol. 353 (3): 664–77. PMID 16181639. doi:10.1016/j.jmb.2005.08.043. 
  2. Murre C, Bain G, van Dijk MA, Engel I, Furnari BA, Massari ME, Matthews JR, Quong MW, Rivera RR, Stuiver MH (June 1994). "Structure and function of helix-loop-helix proteins". Biochim. Biophys. Acta 1218 (2): 129–35. PMID 8018712. doi:10.1016/0167-4781(94)90001-9. 
  3. Littlewood TD, Evan GI (1995). "Transcription factors 2: helix-loop-helix". Protein Profile 2 (6): 621–702. PMID 7553065. 
  4. Massari ME, Murre C (January 2000). "Helix-loop-helix proteins: regulators of transcription in eucaryotic organisms". Mol. Cell. Biol. 20 (2): 429–40. PMC 85097. PMID 10611221. doi:10.1128/MCB.20.2.429-440.2000. 
  5. Lawrence Zipursky; Arnold Berk; Monty Krieger; Darnell, James E.; Lodish, Harvey F.; Kaiser, Chris; Matthew P Scott; Matsudaira, Paul T. McGill Lodish 5E Package - Molecular Cell Biology & McGill Activation Code. San Francisco: W. H. Freeman. ISBN 0-7167-8635-4. 
  6. 6,0 6,1 Chaudhary J, Skinner MK (1999). "Basic helix-loop-helix proteins can act at the E-box within the serum response element of the c-fos promoter to influence hormone-induced promoter activation in Sertoli cells". Mol. Endocrinol. 13 (5): 774–86. PMID 10319327. doi:10.1210/mend.13.5.0271. 
  7. Cabrera CV, Alonso MC, Huikeshoven H (1994). "Regulation of scute function by extramacrochaete in vitro and in vivo". Development 120 (12): 3595–603. PMID 7821225. 
  8. Murre C, McCaw PS, Vaessin H, et al. (1989). "Interactions between heterologous helix-loop-helix proteins generate complexes that bind specifically to a common DNA sequence". Cell 58 (3): 537–44. PMID 2503252. doi:10.1016/0092-8674(89)90434-0. 
  9. Ellenberger T, Fass D, Arnaud M, Harrison SC (April 1994). "Crystal structure of transcription factor E47: E-box recognition by a basic region helix-loop-helix dimer". Genes Dev. 8 (8): 970–80. PMID 7926781. doi:10.1101/gad.8.8.970. 
  10. Ma PC, Rould MA, Weintraub H, Pabo CO (May 1994). "Crystal structure of MyoD bHLH domain-DNA complex: perspectives on DNA recognition and implications for transcriptional activation". Cell 77 (3): 451–9. PMID 8181063. doi:10.1016/0092-8674(94)90159-7. 
  11. Wharton KA, Franks RG, Kasai Y, Crews ST (December 1994). "Control of CNS midline transcription by asymmetric E-box-like elements: similarity to xenobiotic responsive regulation". Development 120 (12): 3563–9. PMID 7821222. 
  12. Wang GL, Jiang BH, Rue EA, Semenza GL (June 1995). "Hypoxia-inducible factor 1 is a basic helix-loop-helix-PAS heterodimer regulated by cellular O2 tension". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 92 (12): 5510–4. PMC 41725. PMID 7539918. doi:10.1073/pnas.92.12.5510. 
  13. Grove C, De Masi F, et al. (2009). "A multiparameter network reveals extensive divergence between C. elegans bHLH transcription factors". Cell 138 (2): 314–27. PMC 2774807. PMID 19632181. doi:10.1016/j.cell.2009.04.058. 

Véxase taménEditar