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Dominio PAS

Un dominio Per-Arnt-Sim ( PAS ) es un dominio proteico que se encuentra en todos los reinos de la vida. [2] Generalmente, el dominio PAS actúa como un sensor molecular, mediante el cual moléculas pequeñas y otras proteínas se asocian mediante la unión del dominio PAS. [3] [4] [5] Debido a esta capacidad de detección, se ha demostrado que el dominio PAS es el motivo estructural clave involucrado en las interacciones proteína-proteína del reloj circadiano , y también es un motivo común que se encuentra en las proteínas de señalización, donde Funciona como sensor de señalización. [6] [7]

Descubrimiento

Los dominios PAS se encuentran en una gran cantidad de organismos, desde bacterias hasta mamíferos. El dominio PAS lleva el nombre de las tres proteínas en las que se descubrió por primera vez: [8]

Desde el descubrimiento inicial del dominio PAS, se ha descubierto una gran cantidad de sitios de unión al dominio PAS en bacterias y eucariotas. Un subconjunto llamado proteínas PAS LOV responde al oxígeno, la luz y el voltaje. [9]

Estructura

Aunque el dominio PAS exhibe cierto grado de variabilidad de secuencia, la estructura tridimensional del núcleo del dominio PAS está ampliamente conservada. [10] Este núcleo consta de una lámina β antiparalela de cinco hebras y varias hélices α. Los cambios estructurales, como resultado de la señalización, se originan predominantemente dentro de la lámina β . Estas señales se propagan a través de las hélices α del núcleo hasta el dominio efector unido covalentemente. [11] En 1998, la arquitectura central del dominio PAS se caracterizó por primera vez en la estructura de la proteína amarilla fotoactiva (PYP) de Halorhodospira halophila . [10] En muchas proteínas, se requiere un dímero de dominios PAS, mediante el cual uno se une a un ligando y el otro media las interacciones con otras proteínas. [5]

Ejemplos de PAS en organismos.

Los dominios PAS que se conocen comparten menos del 20% de identidad de secuencia por pares promedio , lo que significa que son sorprendentemente diferentes. [10] Los dominios PAS se encuentran frecuentemente en proteínas con otros mecanismos de detección ambiental. Además, muchos dominios PAS están unidos a células fotorreceptoras. [12]

bacterias

A menudo, en el reino bacteriano, los dominios PAS se ubican en el extremo amino de proteínas de señalización como las histidina quinasas sensoras , las síntesis e hidrolasas de di-GMP cíclico y las proteínas de quimiotaxis que aceptan metilo . [10]

neurospora

En presencia de luz, White Collar-1 (WC-1) y White Collar-2 (WC-2) se dimerizan mediante la mediación de los dominios PAS, lo que activa la traducción de FRQ . [13]

Drosofila

En presencia de luz, CLK y CYC se unen a través de un dominio PAS, activando la traducción de PER, que luego se asocia a Tim a través del dominio PER PAS. Los siguientes genes contienen dominios de unión a PAS: PER, Tim, CLK, CYC.

Arabidopsis

Se encuentra un dominio PAS en los genes ZTL y NPH1. Estos dominios son muy similares al dominio PAS que se encuentra en la proteína WC-1 asociada al ritmo circadiano de Neurospora . [14]

Mamíferos

El reloj circadiano que se conoce actualmente para los mamíferos comienza cuando la luz activa BMAL1 y CLK para que se unan a través de sus dominios PAS. Ese complejo activador regula Per1, Per2 y Per3, todos los cuales tienen dominios PAS que se utilizan para unirse a los criptocromos 1 y 2 ( familia CRY 1,2 ). Los siguientes genes de mamíferos contienen dominios de unión a PAS: Per1, Per2, Per3, Cry1, Cry2, Bmal, Clk, Pasd1.

Otras funciones del PAS en mamíferos

Dentro de los mamíferos, ambos dominios PAS desempeñan papeles importantes. PAS A es responsable de las interacciones proteína-proteína con otras proteínas del dominio PAS, mientras que PAS B tiene un papel más versátil. Media las interacciones con chaperoninas y otras moléculas pequeñas como la dioxina , pero los dominios PAS B en NPAS2 , un homólogo del gen clk de Drosophila, y el factor inducible por hipoxia (HIF) también ayudan a mediar la unión del ligando . [12] Además, se ha demostrado que los dominios PAS que contienen la proteína NPAS2 son un sustituto del gen Clock en ratones mutantes que carecen completamente del gen Clock. [15]

El dominio PAS también interactúa directamente con BHLH . Por lo general, se encuentra en el extremo C de la proteína BHLH. Los dominios PAS que contienen proteínas BHLH forman una proteína BHLH-Pas, que normalmente se encuentra y codifica en HIF, que requiere tanto el dominio PAS como el dominio BHLH y el gen Clock. [16] [17] [18]

Referencias

  1. ^ PDB : 1y28 ​; Dunham CM, Dioum EM, Tuckerman JR, González G, Scott WG, Gilles-González MA (julio de 2003). "Una arginina distal en los dominios hemo-PAS sensibles al oxígeno es esencial para la unión del ligando, la transducción de señales y la estructura". Bioquímica . 42 (25): 7701–8. doi :10.1021/bi0343370. PMID  12820879. S2CID  14090693.
  2. ^ Henry, Jonathan T.; Crosson, Sean (1 de enero de 2011). "Dominios PAS de unión a ligando en un contexto genómico, celular y estructural". Revista Anual de Microbiología . 65 : 261–286. doi : 10.1146/annurev-micro-121809-151631. PMC 3298442 . PMID  21663441. 
  3. ^ Liu, Yu C.; Machuca, Mayra A.; Beckham, Simone A.; Gunzburg, Menachem J.; Roujeinikova, Anna (1 de octubre de 2015). "Base estructural para el reconocimiento de aminoácidos y la señalización transmembrana mediante dominios sensoriales de quimiorreceptores en tándem Per-Arnt-Sim (PAS en tándem)". Acta Crystallographica Sección D. 71 (10): 2127–2136. Código Bib : 2015AcCrD..71.2127L. doi :10.1107/S139900471501384X. PMID  26457436.
  4. ^ Möglich, Andreas; Ayers, Rebecca A.; Moffat, Keith (14 de octubre de 2009). "Estructura y mecanismo de señalización de dominios Per-ARNT-Sim". Estructura . 17 (10): 1282-1294. doi :10.1016/j.str.2009.08.011. PMC 3092527 . PMID  19836329. 
  5. ^ ab Hennig, Sven; Strauss, Holger M.; Vanselow, Katja; Yildiz, Özkan; Schulze, Sabrina; Arens, Julia; Kramer, Achim; Wolf, Eva (28 de abril de 2009). "Análisis estructurales y funcionales de las interacciones del dominio PAS de las proteínas del reloj Drosophila PERIOD y Mouse PERIOD2". Más biología . 7 (4): e1000094. doi : 10.1371/journal.pbio.1000094 . PMC 2671562 . PMID  19402751. 
  6. ^ Ponting CP, Aravind L (noviembre de 1997). "PAS: sale a la luz una familia de dominios multifuncional". actual. Biol . 7 (11): R674–7. doi : 10.1016/S0960-9822(06)00352-6 . PMID  9382818. S2CID  14105830.
  7. ^ Hefti MH, Françoijs KJ, de Vries SC, Dixon R, Vervoort J (marzo de 2004). "El pliegue PAS. Una redefinición del dominio PAS basada en la predicción estructural". EUR. J. Bioquímica . 271 (6): 1198–208. doi : 10.1111/j.1432-1033.2004.04023.x . PMID  15009198.
  8. ^ Möglich, Andreas; Ayers, Rebecca A.; Moffat, Keith (14 de octubre de 2009). "Estructura y mecanismo de señalización de dominios Per-ARNT-Sim". Estructura . 17 (10): 1282-1294. doi :10.1016/j.str.2009.08.011. PMC 3092527 . PMID  19836329. 
  9. ^ Rosato, Ezio; Tauber, Eran; Kyriacou, Charalambos P. (1 de enero de 2006). "Genética molecular del reloj circadiano de la mosca de la fruta". Revista europea de genética humana . 14 (6): 729–738. doi : 10.1038/sj.ejhg.5201547 . PMID  16721409.
  10. ^ abcd Henry, Jonathan T.; Crosson, Sean (1 de enero de 2011). "Dominios PAS de unión a ligando en un contexto genómico, celular y estructural". Revista Anual de Microbiología . 65 : 261–286. doi : 10.1146/annurev-micro-121809-151631. PMC 3298442 . PMID  21663441. 
  11. ^ Moglich, A; Ayers, RA; Moffat, K (2009). "Estructura y mecanismo de señalización de dominios Per-ARNT-Sim". Estructura . 17 (10): 1282–94. doi :10.1016/j.str.2009.08.011. PMC 3092527 . PMID  19836329. 
  12. ^ ab McIntosh, Brian; Hogenesch, John; Bradfield, Christopher (2010). "Proteínas Per-Arnt-Sim de mamíferos en la adaptación ambiental". Revisión anual de fisiología . 72 : 625–645. doi : 10.1146/annurev-physiol-021909-135922. PMID  20148691.
  13. ^ Harmer, Stacey L.; Panda, Satchidananda; Kay, Steve A. (28 de noviembre de 2003). "Bases moleculares de los ritmos circadianos". Revisión anual de biología celular y del desarrollo . 17 : 215–253. doi :10.1146/annurev.cellbio.17.1.215. PMID  11687489.
  14. ^ Somers, David; Schultz, Thomas; Kay, Steve; Milnamow, Maureen (2000). "ZEITLUPE codifica una nueva proteína PAS asociada al reloj de Arabidopsis". Celúla . 101 (3): 319–329. doi : 10.1016/S0092-8674(00)80841-7 . PMID  10847686. S2CID  3013788.
  15. ^ Debruyne JP, Noton E, Lambert CM, Maywood ES, Weaver DR, Reppert SM (mayo de 2006). "Una sacudida del reloj: no se requiere el RELOJ del mouse para la función del oscilador circadiano". Neurona . 50 (3): 465–77. doi : 10.1016/j.neuron.2006.03.041 . PMID  16675400. S2CID  19028601.
  16. ^ Jones, Susan (1 de enero de 2004). "Una descripción general de las proteínas básicas hélice-bucle-hélice". Biología del genoma . 5 (6): 226. doi : 10.1186/gb-2004-5-6-226 . PMC 463060 . PMID  15186484. 
  17. ^ Ke, Qingdong; Costa, Max (1 de noviembre de 2006). "Factor 1 inducible por hipoxia (HIF-1)". Farmacología molecular . 70 (5): 1469-1480. doi : 10.1124/mol.106.027029. PMID  16887934. S2CID  2522614.
  18. ^ Wang, GL; Jiang, BH; Rue, EA; Semenza, GL (6 de junio de 1995). "El factor 1 inducible por hipoxia es un heterodímero básico de hélice-bucle-hélice-PAS regulado por la tensión celular de O2". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 92 (12): 5510–5514. Código Bib : 1995PNAS...92.5510W. doi : 10.1073/pnas.92.12.5510 . PMC 41725 . PMID  7539918.