Abrir o menú principal

A man EF (en inglés EF hand) é un dominio estrutural ou morivo de tipo hélice-bucle-hélice que se encontra nunha gran familia de proteínas que se unen ao calcio.

Man EF
PDB 1osa EBI.jpg
Estrutura da calmodulina de Paramecium tetraurelia recombinante.[1]
Identificadores
Símbolo efhand
Pfam PF00036
InterPro IPR002048
PROSITE PDOC00018
SCOP 1osa
SUPERFAMILY 1osa
OPM protein 1djx
CDD cd00051

O motivo man EF ten unha topoloxía hélice-bucle-hélice, moi similar á que teñen os dedos índice e polegar estendidos da man humana (de aí o seu nome), na cal os ións Ca2+ son coordinados por ligandos situados no bucle. O motivo debe o seu nome á nomenclatura tradicional usada para describir a proteína parvalbumina, un de cuxos dominios se chama EF; esta proteína contén tres motivos man EF e está probablemente implicada na relaxación muscular por medio da súa actividade de unión ao calcio.

A man EF consta de dúas hélices alfa unidas por unha curta rexión bucle (normalmente de 12 aminoácidos), que xeralmente se une ao calcio. As mans EF tamén aparecen, por exemplo, en cada un dos dominios estruturais da proteína de sinalización calmodulina e na proteína muscular troponina-C.

Sitio de unión ao ión calcioEditar

 
Motivo de unión ao Ca2+ man EF.
 
Motivo de unión ao Ca2+ man EF.
  • Na man EF O ión calcio está coordinado nunha configuración bipiramidal pentagonal. Os seis residuos implicados na unión están nas posicións 1, 3, 5, 7, 9 e 12; estes residuos denomínanse X, Y, Z, -Y, -X e -Z. Os residuosde invariables Glu ou Asp na posición 12 proporcionan dous oxíxenos para ligar o calcio (ligando bidentado).
  • O ión calcio está unido polos átomos do esqueleto da molécula proteica e polas cadeas laterais de aminoácidos, especificamente as dos residuos de aminoácidos de tipo ácido aspartato e glutamato. Estes residuos están cargados negativamente nas súas cadeas laterais e establecerán unha interacción de carga co ión calcio cargado positivamente. O motivo man EF foi un dos motivos estruturais nos que se analizaron en detalle os seus requirimentos de secuencia. Cinco dos residuos do bucle únense ao calcio e teñen unha forte preferencia polas cadeas laterais que conteñen oxíxeno, especialmente o aspartato e glutamato. O sexto residuo do bucle é necesariamente a glicina debido a esixencias conformacionais do esqueleto da proteína. Os residuos restantes son tipicamente hidrofóbicos e forman un núcleo hidrofóbico que se une e estabiliza as dúas hélices.
  • Despois de unirse ao Ca2+, este motivo pode sufrir cambios conformacionais que permiten as funcións reguladas por Ca2+ como se ven nos efectores de Ca2+ como a calmodulina (CaM) e a troponina C (TnC) e nos tampóns de Ca2+ como a calreticulina e a calbindina D9k. Aínda que a maioría das proteínas de unión ao calcio de man EF (CaBPs) conteñen motivos man EF por pares, descubríronse tamén proteínas de unión ao calcio con mans EF sinxelas (non por pares) tanto en bacterias coma en eucariotas. Ademais, uns motivos similares chamados "motivos de tipo man EF" (EF-hand-like motifs) encontráronse en varias bacterias. Aínda que as propiedades de coordinación seguen sendo similares ás do motivo de man EF de hélice-bucle-hélice de 29 residuos canónico, o motivo similar de "tipo man EF" difire das "mans EF" en que contén desviacións na súa estrutura secundaria nas secuencias flanqueantes e/ou unha variación na lonxitude do bucle que coordina ao Ca2+.

PrediciónEditar

 
Resumo de sinaturas motivo usadas para a predición de mans EF.

A busca de patróns (sinatura motivo) é unha das maneiras máis directas de predicir sitios de unión ao Ca2+ man EF continuos nas proteínas. Xerouse un patrón PS00018 para predicir mans EF canónicas, basándose nos resultados de aliñamentos de secuencias de motivos man EF canónicos, especialmente nas cadeas laterais conservadas directamente implicadas na unión ao Ca2+. Poden atoparse servidores de predición na sección de ligazóns externas.

ClasificaciónEditar

  • Desde a delineación do motivo man EF en 1973, a familia de proteínas de man EF ampliouse para incluír polo menos 66 subfamilias ata agora. Os motivos man EF divídense en dous grandes grupos: as mans EF canónicas e as pseudo-mans EF:
    • Mans EF canónicas como as que teñen a calmodulina (CaM) e a proteína procariótica de tipo CaM caleritrina. O bucle de man EF canónico de 12 residuos únese ao Ca2+ principalmente por medio de carboxilatos ou carbonilos das cadeas laterais (posicións na secuencia do bucle 1, 3, 5, 12). O residuo no eixe –X coordina o ión Ca2+ a través dunha molécula de auga que fai de ponte. O bucle man EF ten un ligando bidentado (Glu ou Asp) no eixe –Z.
    • Pseudo-mans EF, que se encontran exclusivamente no N-terminal de proteínas do tipo das S100 e S100. Os bucles de pseudo-man EF de 14 residuos quelan o Ca2+ principalmente por vía dos carbonilos do esqueleto da molécula proteica (nas posicións 1, 4, 6, 9).

Cuestións adicionais:

 
Árbore filoxenética da familia de proteínas de man EF.
  • Informouse en bacterias e virus da existencia de proteínas "de tipo man EF" (EF-hand-like proteins) con elementos estruturais flanqueantes diversificados arredor do bucle de unión ao Ca2+. Estas proteínas de "tipo man EF" procarióticas están moi implicadas na sinalización e homeostase do Ca2+ en bacterias. Conteñen lonxitudes flexibles do bucle de unión ao Ca2+ que difiren dos motivos man EF. Con todo, as súas propiedades de coordinación lembran os motivos man EF clásicos.
    • Por exemplo, o sito de unión ao Ca2+ semicontinuo na proteína de unión á D-galactosa (GBP) contén un bucle de nove residuos. O ión Ca2+ está coordinado por sete átomos de oxíxeno da proteína, cinco dos cales son do bucloe que imita a man EF canónica, mentres que os outros dous son do grupo carboxilato dun glutamato distante.
    • Outro exemplo é un novo dominio chamado Excalibur (rexión de unión ao Ca2+ extracelular) illado de Bacillus subtilis. Este dominio ten un bucle de unión ao Ca2+ de 10 residuos conservados sorprendentemente similar ao do bucle de man EF de 12 residuos canónico.
    • A diversidade da estrutura da rexión flanqueante é ilustrada polo descubrimento de dominios de "tipo man EF" en proteínas bacterianas. Por exemplo, unha hélice-bucle-febra e vez da estrutura hélice-bucle-hélice está presente na proteína de unión á galactosa periplásmica (de Salmonella typhimurium, PDB 1gcg) ou na proteína de unión ao alxinato (Sphingomonas sp., 1kwh); outros exemplos son que a hélice entrante está ausente no antíxeno protector (de Bacillus anthracis, 1acc) ou na dockerina (Clostridium thermocellum, 1daq).
  • Entre todas as estruturas coñecidas ata agora, a maioría dos motivos man EF aparecen por pares formados por dúas EF canónicas ou por un motivo pseudo-man e outro canónico. En proteínas con números impares de mans EF, como a calpaína penta-man EF, os motivos man EF estaban acoplados por medio de homo ou heterodimerización. As proteínas identificadas recentemente proteína sensora do Ca2+ ER que contén a man EF, e as moléculas de interacción estromal 1 e 2 (STIM1, STIM2), conteñen un motivo man EF canónico de unión ao Ca2+ que se aparea con outro inmediato, que é unha man EF de unión non-ao-Ca2+ "agochada" atipicamente augas abaixo. Os motivos man EF sinxelos (nn pareados) poden servir como módulos para o atraque de proteínas: por exemplo, a man EF sinxela das proteínas NKD1 e NKD2 únese ás proteínas Dishevelled (DVL1, DVL2, DVL3).
  • Funcionalmente, as mans EF poden dividirse en dúas clases: 1) proteínas de sinalización, e 2) proteínas de tamponamento/transporte. O primeiro grupo é o máis grande e inclúe os membros mellor coñecidos da familia como a calmodulina, troponina C e S100B. Estas proteínas sofren tipicamente un cambio conformacional dependente do calcio que abre un sitio de unión á diana. O último grupo é o representado pola calbindina D9k, que non sofre cambios conformacionais dependentes do calcio.

SubfamiliasEditar

ExemplosEditar

AequorinaEditar

A aequorina é unha proteína de unión ao calcio illada do cnidario Aequorea victoria (de onde lle vén o nome). A aequorina pertence á familia de man EF de proteínas de unión ao calcio (CaBPs), con bucles de man EF que están moi relacionados coas proteínas de unión ao calcio de mamíferos. Ademais, a aequorina foi utilizada durante anos como indicador de Ca2+ e demostrouse que é segura e ben tolerada polas células. A aequorina está constituçida por dous compoñentes: o compoñente de unión ao calcio apoaequorina (AQ) e a molécula quimioluminescente coelenterazina. A porción AQ desta porteína contén os dominios de unión ao calcio man EF.[2]

Proteínas humanasEditar

Proteínas humanas que conteñan este motivo son as seguintes:

NotasEditar

  1. Ban C, Ramakrishnan B, Ling KY, Kung C, Sundaralingam M (January 1994). "Structure of the recombinant Paramecium tetraurelia calmodulin at 1.68 A resolution". Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr. 50 (Pt 1): 50–63. PMID 15299476. doi:10.1107/S0907444993007991. 
  2. Detert JA, Adams EL, Lescher JD, Lyons JA, Moyer JR (2013). "Pretreatment with Apoaequorin Protects Hippocampal CA1 Neurons from Oxygen-Glucose Deprivation". PLoS ONE 8 (11): e79002. PMC 3823939. PMID 24244400. doi:10.1371/journal.pone.0079002. 

Véxase taménEditar

Outros artigosEditar

  • Dockerina (outro motivo de unión ao calcio composto por hélices alfa)

BibliografíaEditar

Ligazóns exernasEditar