SMC-proteiinit
SMC-proteiinit (lyhennetty englanninkielisestä sanasta Structural Maintenance of Chromosomes - kromosomien rakennetuki) ovat suuri perhe ATPaaseja , jotka osallistuvat kromosomien rakenteellisen järjestyksen ja niiden dynamiikan säätelyyn [1] [2] [3] .
Luokitus
SMC-proteiineja löytyy sekä prokaryoottisista että eukaryoottisista organismeista.
Prokaryoottiset SMC-proteiinit
SMC-proteiinit ovat erittäin konservoituneita bakteereista ihmisiin. Useimmissa bakteereissa on yksi SMC-proteiini, joka toimii homodimeerinä [4] . Gram-negatiivisten bakteerien alaryhmässä , mukaan lukien Escherichia coli , rakennekaltaisella MukB -proteiinilla on samanlainen rooli [5] .
Eukaryoottiset SMC-proteiinit
Eukaryooteilla on vähintään kuusi tyyppiä SMC-proteiineja, jokaisessa yksittäisessä organismissa ne muodostavat kolmen tyyppisiä heterodimeerejä, jotka suorittavat seuraavat toiminnot:
- Heterodimeerit SMC1 ja SMC3 ovat perusta kohesiinille , kompleksille, joka vastaa sisarkromatidien koheesiosta [6] [7] [8] .
- Heterodimeerit SMC2 ja SMC4 ovat kondensiinin , kromatiinia kondensoivan proteiinikompleksin perusta [9] [10] .
- SMC5- ja SMC6-proteiinien heterodimeerit osallistuvat DNA:n korjaukseen ja säätelevät myös tarkistuspisteiden läpikulkua [11] .
SMC-proteiinien lisäksi jokaisessa yllä mainitussa kompleksissa on tietty määrä sääteleviä proteiinialayksiköitä. SMC-proteiinien muunnelmia on tunnistettu joissakin organismeissa. Esimerkiksi nisäkkäillä on SMC1:n meioosispesifinen versio nimeltä SMC1β [12] . Sukkulamatolla Caenorhabditis elegans on erityinen versio SMC4:stä, jolla on rooli annostuksen kompensoinnissa [13] .
Taulukossa esitetään alaryhmät ja vaihtelevat SMC-proteiinikompleksit erilaisissa eukaryoottiorganismeissa.
| Alaryhmä | Monimutkainen | S. cerevisiae | S. pombe | C.elegans | D. melanogaster | Selkärankaiset |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SMC1α | koheesiini | smc1 | Psm1 | SMC-1 | DmSmc1 | SMC1α |
| SMC2 | Condensin | smc2 | Leikkaa 14 | MIX-1 | DmSmc2 | CAP-E/SMC2 |
| SMC3 | koheesiini | smc3 | Psm3 | SMC-3 | DmSmc3 | SMC3 |
| SMC4 | Condensin | smc4 | Leikkaa 3 | SMC-4 | DmSmc4 | CAP-C/SMC4 |
| SMC5 | SMC5-6 | smc5 | smc5 | C27A2.1 | CG32438 | SMC5 |
| SMC6 | SMC5-6 | smc6 | Smc6/Rad18 | C23H4.6, F54D5.14 | CG5524 | SMC6 |
| SMC1β | kohesiini (meioosi) | - | - | - | - | SMC1β |
| SMC4 versio | annoksen kompensointikompleksi | - | - | DPY-27 | - | - |
Molekyylirakenne
Ensisijainen rakenne
SMC-proteiinit ovat melko suuria polypeptidejä ja sisältävät 1000 - 1500 aminohappotähdettä. Kaksi kanonista nukleotidiä sitovaa motiivia (ATP-sitoutuminen), jotka tunnetaan Walker A- ja Walker B -motiiveina, sijaitsevat erikseen N-terminaalisissa ja C-terminaalisissa domeeneissa, vastaavasti. Niillä on modulaarinen rakenne ja ne koostuvat seuraavista alayksiköistä:
- Walker ATP:tä sitova motiivi
- kaksoiskela-alue I ( kela-alue I )
- sarana- alue _
- kaksoiskelan alue II ( coiled-coil -alue II )
- Walker B ATP:tä sitova motiivi.
Toissijainen ja tertiäärinen rakenne
SMC-dimeeri muodostaa V-muotoisen rakenteen, jossa on kaksi pitkää kaksisäikeistä vartta [14] [15] . Proteiinimolekyylin päissä N-pään ja C-terminaaliset fragmentit muodostavat yhdessä ATP:tä sitovan domeenin. Molekyylin toista päätä kutsutaan " saranaalueeksi ". Kaksi erillistä SMC-proteiinia dimeroituu sarana-alueillaan, mikä johtaa V-muotoiseen dimeeriin [16] [17] . Kunkin kaksoiskierrevarren pituus on ~ 50 nm. Tällaiset pitkät "anti-rinnakkaiset" kaksoiskierrerakenteet ovat ainutlaatuisia, ja niitä löytyy vain SMC-proteiineista (sekä niiden homologeista, kuten Rad50 ). SMC-proteiinien ATP:tä sitova domeeni on rakenteellisesti samanlainen kuin ABC-kuljettajilla, suurella transmembraaniproteiiniperheellä, joka on erikoistunut siirtämään pieniä molekyylejä kalvojen läpi.
Proteiinia koodaavat geenit
Ihmisten SMC-proteiineja koodaavat seuraavat geenit:
Katso myös
Muistiinpanot
- ↑ Losada A., Hirano T. Genomin dynaamiset molekyylilinkkerit: SMC-proteiinien ensimmäinen vuosikymmen // Genes Dev : Journal . - 2005. - Voi. 19 , ei. 11 . - s. 1269-1287 . - doi : 10.1101/gad.1320505 . — PMID 15937217 .
- ↑ Nasmyth K., Haering CH SMC- ja kleisin-kompleksien rakenne ja toiminta. (englanniksi) // Annu. Rev. Biochem. : päiväkirja. - 2005. - Voi. 74 . - s. 595-648 . - doi : 10.1146/annurev.biochem.74.082803.133219 . — PMID 15952899 .
- ↑ Huang CE, Milutinovich M., Koshland D. Sormukset, rannekorut tai nepparit: muodikkaita vaihtoehtoja Smc-komplekseille (englanniksi) // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci : Journal. - 2005. - Voi. 360 , no. 1455 . - s. 537-542 . - doi : 10.1098/rstb.2004.1609 . — PMID 15897179 .
- ↑ Britton RA, Lin DC, Grossman AD. . Kromosomien jakautumiseen osallistuvan prokaryoottisen SMC-proteiinin karakterisointi, s. 1254–1259.
- ↑ Niki H., Jaffé A., Imamura R., Ogura T., Hiraga S. Uusi geeni mukB koodaa 177 kd:n proteiinia, jossa on coiled-coil-domeeneja, jotka osallistuvat E. colin kromosomien jakautumiseen EMBO// : päiväkirja. - 1991. - Voi. 10 , ei. 1 . - s. 183-193 . — PMID 1989883 .
- ↑ Michaelis C, Ciosk R, Nasmyth K. . Kohesiinit: kromosomaaliset proteiinit, jotka estävät sisarkromatidien ennenaikaisen erottumisen, s. 35–45.
- ↑ Guacci V, Koshland D, Strunnikov A. . Suora yhteys sisarkromatidin koheesion ja kromosomien kondensaation välillä paljastui S. cerevisiaen MCD1-analyysin avulla, s. 47–57.
- ↑ Losada A, Hirano M, Hirano T. . Sisarkromatidin koheesion edellyttämien Xenopus SMC -proteiinikompleksien tunnistaminen, S. 1986–1997.
- ↑ Hirano T, Kobayashi R, Hirano M. . Kondensiinit, kromosomikondensaatiokompleksi, joka sisältää XCAP-C:n, XCAP-E:n ja Drosophila Barren -proteiinin Xenopus-homologin, s. 511–21.
- ↑ Ono T, Losada A, Hirano M, Myers MP, Neuwald AF, Hirano T. . Kondensiini I:n ja kondensiini II:n erilainen vaikutus mitoottiseen kromosomiarkkitehtuuriin selkärankaisten soluissa, s. 109–21.
- ↑ Fousteri MI, Lehmann AR. . Uusi SMC-proteiinikompleksi Schizosaccharomyces pombessa sisältää Rad18-DNA-korjausproteiinin, s. 1691–1702.
- ↑ Revenkova E, Eijpe M, Heyting C, Gross B, Jessberger R. . Nisäkkään SMC1:n uusi meioosispesifinen isoformi , s. 6984–6998.
- ↑ Chuang PT, Albertson DG, Meyer BJ. . DPY-27: kromosomin kondensaatioproteiinihomologi, joka säätelee C. elegansin annoskompensaatiota yhdistämällä X-kromosomiin, s. 459–474.
- ↑ Melby TE, Ciampaglio CN, Briscoe G, Erickson HP. . Kromosomien (SMC) ja MukB-proteiinien rakenteellisen ylläpidon symmetrinen rakenne: pitkät, antiparallel-kierretyt kelat, taitettu joustavasta saranasta., s. 1595–1604.
- ↑ Anderson DE, Losada A, Erickson HP, Hirano T. . Kondensiinilla ja kohesiinilla on erilaisia varren muotoja ja tyypillisiä saranakulmia., s. 419–424.
- ↑ Haering CH, Löwe J, Hochwagen A, Nasmyth K. . SMC-proteiinien ja hiivan kohesiinikompleksin molekyylirakenne., s. 773–788.
- ↑ Hirano M, Hirano T. . SMC-proteiinin saranavälitteinen dimerisaatio on välttämätön sen dynaamiselle vuorovaikutukselle DNA:n kanssa., s. 5733–5744.
 solun ydin | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ydinkalvo / Ydinlamina |
| ||||||||
| nucleolus |
| ||||||||
| Muut |
| ||||||||