Los motivos Walker A y Walker B son motivos de secuencia de proteínas , que se sabe que tienen estructuras tridimensionales altamente conservadas . Estos fueron reportados por primera vez en proteínas de unión a ATP por Walker y sus colaboradores en 1982. [1]
De los dos motivos, el motivo A es el principal "bucle P" responsable de unir el fosfato , mientras que el motivo B es una región mucho menos conservada. El bucle P es mejor conocido por su presencia en proteínas de unión a ATP y GTP, y también se encuentra en una variedad de proteínas con sustratos fosforilados. Los linajes principales incluyen: [2] [3] [4] [5]
El motivo Walker A , también conocido como bucle de Walker , o bucle P , o bucle de unión a fosfato , es un motivo en las proteínas que está asociado con la unión de fosfato . El motivo tiene el patrón Gx(4)-GK-[TS], donde G, K, T y S denotan residuos de glicina , lisina , treonina y serina respectivamente, y x denota cualquier aminoácido . Está presente en muchos ATP o GTP que utilizan proteínas; es el β fosfato del nucleótido el que está unido. El residuo de lisina (K) en el motivo Walker A, junto con los átomos de NH de la cadena principal, son cruciales para la unión de nucleótidos . [6] Es un bucle rico en glicina precedido por una cadena beta y seguido por una hélice alfa ; Estas características suelen ser parte de un dominio α/β con cuatro hebras intercaladas entre dos hélices a cada lado. Los grupos fosfato del nucleótido también están coordinados con un catión divalente como un ion magnesio , calcio o manganeso (II). [7]
Además de la lisina conservada, una característica del bucle P utilizado en la unión de fosfato es un nido LRLR compuesto [8] que comprende los cuatro residuos xxGK, como arriba, cuyos átomos de la cadena principal forman una concavidad del tamaño de un fosfato con los grupos NH apuntando hacia adentro. . Se ha demostrado que el hexapéptido sintético SGAGKT [9] se une fuertemente al fosfato inorgánico; Dado que un péptido tan corto no forma una hélice alfa , esto sugiere que es el nido, en lugar de estar en el extremo N de una hélice, la principal característica de unión de fosfato.
Tras la hidrólisis de nucleótidos, el bucle no cambia significativamente la conformación de la proteína , pero permanece unido a los grupos fosfato restantes. Se ha demostrado que la unión del motivo A de Walker provoca cambios estructurales en el nucleótido unido, a lo largo de la línea del modelo de ajuste inducido de unión enzimática . [ cita necesaria ]
Las PTP ( proteína tirosina fosfatasas ) que catalizan la hidrólisis de un fosfato inorgánico a partir de un residuo de fosfotirosina (lo contrario de una reacción de tirosina quinasa ) contienen un motivo que se pliega en una estructura similar a un bucle P con una arginina en el lugar de la lisina conservada. . La secuencia conservada de este motivo es Cx(5)-R-[ST], donde C y R denotan residuos de cisteína y arginina respectivamente. [10]
También se ha dicho que el piridoxal fosfato (PLP) que utiliza enzimas como la cisteína sintasa se parece a un bucle P. [ cita necesaria ]
El bucle A ( residuo aromático que interactúa con el anillo de adenina del ATP) se refiere a aminoácidos aromáticos conservados , esenciales para la unión de ATP, que se encuentran en aproximadamente 25 aminoácidos aguas arriba del motivo Walker A en un subconjunto de proteínas del bucle P. [11]
El motivo Walker B es un motivo en la mayoría de las proteínas del bucle P situadas aguas abajo del motivo A. Se informó que la secuencia consenso de este motivo era [RK]-x(3)-Gx(3)-LhhhD, donde R, K, G, L y D denotan residuos de arginina , lisina , glicina , leucina y ácido aspártico respectivamente. x representa cualquiera de los 20 aminoácidos estándar yh indica un aminoácido hidrofóbico . [1] Este motivo se cambió para ser hhhhDE, donde E denota un residuo de glutamato . [6] El aspartato y el glutamato también forman parte de los motivos DEAD/DEAH que se encuentran en las helicasas . El residuo de aspartato coordina los iones de magnesio y el glutamato es esencial para la hidrólisis del ATP . [6] Existe una variabilidad considerable en la secuencia de este motivo, siendo las únicas características invariantes un residuo cargado negativamente después de un tramo de aminoácidos hidrofóbicos voluminosos. [12]
Existe una hipótesis de que el motivo de unión de fosfato de Walker A puede estar relacionado evolutivamente con el motivo de unión de fosfato del pliegue de Rossman debido a los principios compartidos en la ubicación del bucle de unión entre la primera cadena β y la hélice α en el pliegue sándwich αβα. y posicionamiento del aspartato funcionalmente importante en la punta de la segunda cadena β. [13]