En biología molecular , un dedo de arginina es un residuo de aminoácido de algunas enzimas . [1] [2] Los dedos de arginina se encuentran a menudo en la superfamilia de proteínas de AAA + ATPasas , GTPasas y dUTPasas , donde ayudan en la catálisis del gamma fosfato o gamma y beta fosfatos de ATP o GTP , lo que crea una liberación de energía que se puede utilizar para realizar trabajo celular . [3] [1] [4] [2]Por lo tanto, son esenciales para muchas formas de vida y están muy conservadas . [3] [1] [5] Los dedos de arginina funcionan a través de interacciones no covalentes . [1] También pueden ayudar en la dimerización y, aunque se encuentran en una amplia variedad de enzimas, no son ubicuas. [6] [7]
Generalmente, el papel del dedo de arginina en la catálisis es funcionar en la estabilización del estado de transición para permitir que el agua realice un ataque nucleófilo para escindir varios grupos fosfato. [1] [7] Sin embargo, hay excepciones y los dedos de arginina pueden ayudar en otros roles. [8] [6] Además, los dedos de arginina pueden unirse a diferentes subunidades u otras proteínas en un complejo multiproteico . [7] Los dedos de arginina a veces interactúan con el guanidinio durante su papel en la catálisis. [9] [7]
Los dedos de arginina a menudo trabajan con otras características en su ayuda de la catálisis. [1] Por ejemplo, en algunas dUTPasas triméricas , como las de M. tuberculosis , los dedos de arginina en el residuo 64 y 140 pueden trabajar con magnesio para escindir el dUTP en dUMP y un pirofosfato . [1] [10] El mecanismo de acción subyacente para esto es un ataque nucleofílico; el ion magnesio cargado positivamente ( Mg2+
) extrae oxígeno de los fosfatos beta y gamma para permitir que el agua hidrolice el enlace entre los fosfatos beta y alfa. [1] Los dedos de arginina ayudan a estabilizar el estado de transición. [1] Los dedos de arginina a menudo interactúan con otros motivos, como los motivos de Walker, y realizan la catálisis de manera más eficiente. [4] [6] [2]
Los dedos de arginina también están presentes en Ras GTPasas , donde ayudan a escindir GTP para apagar Ras. [11] [5] Ras es una GTPasa que funciona en la transducción de señales para regular el crecimiento y la división celular . [12] [13] Además de tener carga positiva, lo que ayuda a que los dedos de arginina funcionen como catalizador, el dedo de arginina en Ras desplaza las moléculas de disolvente y crea una distribución de carga opcional. [8] [13] [14] Al igual que los de las dUPTasas, los dedos de arginina de las GTPasas Ras están asistidos por un ion magnesio. [14]Además, múltiples residuos de dedos de arginina pueden apuntar hacia el mismo punto, enfocando así su efecto. [15] Las mutaciones que afectan a los dedos de arginina de Ras conducen a problemas para catalizar GTP por factores de alrededor de dos a cinco órdenes de magnitud . [8] [5] [4] [14] Por lo tanto, como Ras es un oncogén y se activa y desactiva mediante la hidrólisis de GTP, las mutaciones en los residuos de dedos de arginina de Ras pueden provocar cáncer. [5] [3] El glutamato también juega un papel cerca de los dedos de arginina y es estabilizado por los grupos carboxilo de la cadena principal de las argininas , que se conocen como nudillos. [15]