Motivo estructural proteico
Una hélice-bucle-hélice básica ( bHLH ) es un motivo estructural 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 porque 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 un lado, BMAL1-Clock (también llamado ARNTL ) es un complejo de transcripción central en el reloj circadiano molecular . Otros genes, como c-Myc y HIF-1 , se han relacionado con el cáncer debido a sus efectos sobre 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] En general, una hélice es más pequeña y, debido a la flexibilidad de este bucle, permite la dimerización plegándola y empaquetándola contra otra hélice. La hélice más grande normalmente contiene las regiones de unión al ADN. Las proteínas bHLH normalmente se unen a una secuencia consenso llamada E-box , CANNTG. [7] La caja E canónica es CACGTG ( palindrómica ); 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 TF bHLH pueden homodimerizarse o heterodimerizarse con otros TF 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 6 grupos principales, indicados por las letras de la A a la F. [9] Ejemplos de factores de transcripción que contienen una 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 subunidad se expresa constitutivamente. Muchas de las proteínas reguladoras conocidas, como la proteína Drosophila extramacrochaetae , tienen la estructura de hélice-bucle-hélice pero carecen de la región básica, lo que las hace incapaces de unirse al ADN por sí solas. Sin embargo, son capaces de formar heterodímeros con proteínas que tienen la estructura bHLH e inactivar sus capacidades como factores de transcripción. [10]
Historia
- 1989: Murre et al. demostró que los dímeros de varias proteínas bHLH se unen a un motivo corto de ADN (más tarde llamado E-Box ). [11] Esta caja E consta de 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, lo que demuestra que el bucle con motivo del haz de 4 hélices paralelo orienta las secuencias básicas para interactuar con nucleótidos específicos en el surco principal 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), incluidas las de un solo propósito (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 por un subconjunto de proteínas bHLH, que definieron como "secuencias tipo caja E". Estos tienen la forma CAYRMK, donde Y significa 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 ; TMNT ; MSC ; MSGN1; MXD1 ; MXD3 ; MXD4 ; MXI1 ; MYC ; MYCL1 ; MYCL2; MYCN ; MYF5 ; MYF6 ; MIO1 ; MIOG ; 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 ; GIRO1 ; GIRO2 ; USF1 ; FSU2 .
Ver también
Referencias
- ^ AP : 1x0o ; Card PB, Erbel PJ, Gardner KH (octubre de 2005). "Base estructural de la dimerización ARNT PAS-B: uso de una interfaz de hoja beta común para heterodimerización y homodimerización". J. Mol. Biol . 353 (3): 664–77. doi :10.1016/j.jmb.2005.08.043. PMID 16181639.
- ^ 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.
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- ^ Grove C, De Masi F, et al. (2009). "Una red multiparamétrica revela una amplia divergencia entre los factores de transcripción bHLH de C. elegans". Celúla . 138 (2): 314–27. doi :10.1016/j.cell.2009.04.058. PMC 2774807 . PMID 19632181.
Enlaces externos
- PDOC00038 en PROSITO
- Factores + básicos + hélice-bucle-hélice + transcripción en los encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
- Familia bHLH Archivado el 22 de abril de 2016 en Wayback Machine en PlantTFDB: Base de datos de factores de transcripción de plantas