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dominio C2

Un dominio C2 es un dominio estructural proteico implicado en la dirección de proteínas a las membranas celulares . La versión típica (PKC-C2) tiene un sándwich beta compuesto por 8 hebras β que coordinan dos o tres iones de calcio , que se unen en una cavidad formada por el primer y último bucle del dominio, en la cara de unión de la membrana. . Muchas otras familias de dominios C2 no tienen actividad de unión al calcio. [2] [3]

Acoplamiento con otros dominios

Los dominios C2 se encuentran frecuentemente acoplados a dominios enzimáticos ; por ejemplo, el dominio C2 en PTEN pone en contacto el dominio fosfatasa con la membrana plasmática, donde puede desfosforilar su sustrato, el fosfatidilinositol (3,4,5)-trifosfato (PIP 3 ) , sin retirarlo de la membrana, lo que sería energéticamente muy costoso. PTEN consta de dos dominios, un dominio de proteína tirosina fosfatasa y un dominio C2. Este par de dominios constituye un superdominio, una unidad hereditaria que se encuentra en diversas proteínas de hongos, plantas y animales. [4] Además, la fosfatidilinositol 3-quinasa (PI3-quinasa), una enzima que fosforila los fosfoinosítidos en el grupo 3-hidroxilo del anillo de inositol , también utiliza un dominio C2 para unirse a la membrana (por ejemplo, entrada 1e8w PDB).

Evolución

Actualmente, el dominio C2 solo se conoce en eucariotas y en el procariota Clostridium perfringens , donde forma parte de la alfa-toxina . [5] Se han identificado más de 17 clados distintos de dominios C2. [2] [3] La mayoría de las familias C2 se remontan a especies eucariotas basales , lo que indica una diversificación temprana antes del último ancestro común eucariota (LECA). Sólo la familia de dominios PKC-C2 contiene residuos de unión a calcio conservados, lo que sugiere que la interacción típica de membrana dependiente de calcio es una característica derivada limitada en los dominios PKC-C2. [2]

Selectividad de calcio y lípidos.

Los dominios C2 son únicos entre los dominios dirigidos a membranas porque muestran un amplio rango de selectividad lipídica para los componentes principales de las membranas celulares, incluidas la fosfatidilserina y la fosfatidilcolina. Este dominio C2 tiene aproximadamente 116 residuos de aminoácidos y está ubicado entre las dos copias del dominio C1 en la proteína quinasa C (que se une a ésteres de forbol y diacilglicerol) (ver PDOC00379) y el dominio catalítico de la proteína quinasa (ver PDOC00100). En muchas proteínas se han encontrado regiones con una homología significativa [6] con el dominio C2. Se cree que el dominio C2 está implicado en la unión de fosfolípidos dependientes de calcio [7] y en procesos de direccionamiento a la membrana, como la localización subcelular. Aunque la mayoría de los dominios C2 interactúan con la membrana (fosfolípidos) de manera dependiente de Ca 2+ , algunos dominios C2 pueden interactuar con la membrana sin unirse al Ca 2+ . De manera similar, los dominios C2 han evolucionado para tener diferentes especificidades por los lípidos. Muchos dominios C2, como la sinaptotagmina C2A, se unen a fosfolípidos aniónicos (PS o PIP2 que contienen fosfolípidos). Sin embargo, otros dominios C2, como el dominio C2 cPLA2-α, se unen a lípidos zwitteriónicos (por ejemplo, PC). Esta diversidad y selectividad en la unión de Ca 2+ y lípidos sugiere que los dominios C2 han evolucionado para tener diferentes funciones. [8]

estructura 3D

El dominio forma un sándwich beta de ocho cadenas construido alrededor de un motivo conservado de 4 cadenas, denominado clave C2. [9] El calcio se une en una depresión en forma de copa formada por los bucles N y C-terminales del motivo clave C2. Los análisis estructurales de varios dominios C2 han demostrado que constan de estructuras ternarias similares en las que tres bucles de unión de Ca 2+ están situados al final de un sándwich beta antiparalelo de 8 hebras.

Proteínas humanas que contienen dominio C2

ABR; BAIAP3 ; BCR ; C2CD2; C2CD3; CADPS ; CADPS2 ;CAPN5 ; CAPN6 ; CC2D1A ; CC2D1B; CPNE1 ; CPNE2; CPNE3; CPNE4 ; CPNE5; CPNE6 ; CPNE7 ; CPNE8 ; CPNE9; DAB2IP ; DOC2A ; DOC2B ; DISF ; ESYT1 ; ESYT3; FAM62A ; FAM62B ; FAM62C; FER1L3 ; FER1L5;HECW1 ; HECW2 ; picazón ; ITSN1 ; ITSN2 ; MCTP1; MCTP2; MTAC2D1; NEDD4 ; NEDD4L ; NEDL1; OTOF ; PCLO ; PIK3C2A ; PIK3C2B ; PIK3C2G ; PLA2G4A ; PLA2G4B ; PLA2G4D; PLA2G4E; PLA2G4F; PLCB1 ; PLCB2 ; PLCB3 ; PLCB4 ; PLCD1 ; PLCD3 ; PLCD4 ;PLCE1 ; PLCG1 ; PLCG2 ; PLCH1; PLCH2; PLCL1; PLCL2; PLCZ1; PRF1 ; PRKCA ; PRKCB1 ; PRKCE ; PRKCG ; PRKCH ; RAB11FIP1 ; RAB11FIP2 ;RAB11FIP5 ; RASA1 ; RASA2; RASA3 ; RASA4 ; RASAL1; RASAL2 ; RGS3 ;LLANTAS1 ; LLANTAS2 ; LLANTAS3; LLANTAS4; RPGRIP1 ; RPGRIP1L ; RPH3A ; SGA72M;PITUFO1 ; PITUFO2 ; SYNGAP1 ; SYT1 ; SYT10; SYT11 ; SYT12; SYT13 ;SYT14 ; SYT14L; SYT15; SYT16; SYT17; SYT2 ; SYT3; SYT4 ; SYT5 ; SYT6 ; SYT7 ; SYT8; SYT9 ; SYTL1 ; SYTL2 ; SYTL3;SYTL4 ; SYTL5; PEAJE ; UNC13A ; UNC13B ; UNC13C; UNC13D ; WWC2 ; WWP1 ; WWP2 ; PTEN

Referencias

  1. ^ Walker EH, Pacold ME, Perisic O, Stephens L, Hawkins PT, Wymann MP, Williams RL (octubre de 2000). "Determinantes estructurales de la inhibición de la fosfoinositida 3-quinasa por wortmanina, LY294002, quercetina, miricetina y estaurosporina". Célula molecular . 6 (4): 909–19. doi : 10.1016/S1097-2765(05)00089-4 . PMID  11090628.
  2. ^ abc Zhang D, Aravind L (diciembre de 2010). "La identificación de nuevas familias y la clasificación de la superfamilia del dominio C2 aclaran el origen y la evolución de las actividades de direccionamiento a la membrana en eucariotas". Gen. _ 469 (1–2): 18–30. doi :10.1016/j.gene.2010.08.006. PMC 2965036 . PMID  20713135. 
  3. ^ ab Zhang D, Aravind L (octubre de 2012). "Los nuevos dominios C2 y peptidasa similar a la transglutaminasa aclaran la estructura, biogénesis y evolución del compartimento ciliar". Ciclo celular . 11 (20): 3861–75. doi :10.4161/cc.22068. PMC 3495828 . PMID  22983010. 
  4. ^ Haynie DT, Xue B (mayo de 2015). "Superdominios en la jerarquía de la estructura de proteínas: el caso de PTP-C2". Ciencia de las proteínas . 24 (5): 874–82. doi :10.1002/pro.2664. PMC 4420535 . PMID  25694109. 
  5. ^ Naylor, Claire E.; Eaton, Julián T.; Howells, Ángela; Justino, Neil; Moss, David S.; Titball, Richard W.; Basak, Ajit K. (agosto de 1998). "Estructura de la toxina clave en la gangrena gaseosa". Naturaleza Biología estructural y molecular . 5 (8): 738–746. doi :10.1038/1447. ISSN  1545-9993. PMID  9699639. S2CID  21000585.
  6. ^ Brose N, Hofmann K, Hata Y, Südhof TC (octubre de 1995). "Los homólogos de mamíferos del gen unc-13 de Caenorhabditis elegans definen una nueva familia de proteínas de dominio C2". La Revista de Química Biológica . 270 (42): 25273–80. doi : 10.1074/jbc.270.42.25273 . PMID  7559667.
  7. ^ Davletov BA, Südhof TC (diciembre de 1993). "Un único dominio C2 de la sinaptotagmina I es suficiente para la unión de Ca2+/fosfolípido con alta afinidad". La Revista de Química Biológica . 268 (35): 26386–90. doi : 10.1016/S0021-9258(19)74326-9 . PMID  8253763.
  8. ^ Nalefski EA, Wisner MA, Chen JZ, Sprang SR, Fukuda M, Mikoshiba K, Falke JJ (marzo de 2001). "Los dominios C2 de diferentes vías de señalización de Ca2+ muestran diversidad funcional y mecanicista". Bioquímica . 40 (10): 3089–100. doi :10.1021/bi001968a. PMC 3862187 . PMID  11258923. 
  9. ^ Sutton RB, Davletov BA, Berghuis AM, Südhof TC, Sprang SR (marzo de 1995). "Estructura del primer dominio C2 de la sinaptotagmina I: un nuevo pliegue de unión a Ca2+/fosfolípidos". Celúla . 80 (6): 929–38. doi : 10.1016/0092-8674(95)90296-1 . PMID  7697723. S2CID  18981505.

enlaces externos