Una hélice-bucle-hélice básica ( bHLH ) es un motivo estructural de proteína que caracteriza a una de las familias más grandes de factores de transcripción dimerizantes . [2] [3] [4] [5]
dominio de unión al ADN hélice-bucle-hélice básico | ||||||||||
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Identificadores | ||||||||||
Símbolo | bHLH | |||||||||
Pfam | PF00010 | |||||||||
InterPro | IPR001092 | |||||||||
INTELIGENTE | SM00353 | |||||||||
PROSITE | PDOC00038 | |||||||||
SCOP2 | 1mdy / SCOPe / SUPFAM | |||||||||
CDD | cd00083 | |||||||||
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Los factores de transcripción de bHLH son a menudo importantes en el desarrollo o la actividad celular. Por un lado, BMAL1-Clock 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 que incluyen este dominio 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 del bucle, permite la dimerización al plegarse y empaquetarse contra otra hélice. La hélice más grande contiene típicamente las regiones de unión al ADN. Las proteínas bHLH normalmente se unen a una secuencia de consenso llamada caja E , CANNTG. [7] La caja E canónica es CACGTG ( palindrómica ), sin embargo, algunos factores de transcripción de 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 homodimerizar o heterodimerizar con otros TF bHLH y formar una gran variedad de dímeros, cada uno con funciones específicas. [8]
Ejemplos de
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
- MyoD
- Myf5
- Beta2 / NeuroD1
- Scl , también conocido como Tal1
- genes bHLH proneurales como p-CaMKII y pSer (336) NeuroD .
- Neurogeninas
Grupo B
- MAX
- C-Myc , N-Myc
- TCF4 (factor de transcripción 4)
Grupo C
Estas proteínas contienen dos dominios PAS adicionales después del dominio bHLH.
- AhR
- BMAL-1 - RELOJ
- HIF
- NPAS1 , NPAS3 , MOP5
Grupo D
- EMC
Grupo E
- HEY1 y HEY2
Grupo F
Estas proteínas contienen un dominio COE adicional
- EBF1
Regulación
Dado que muchos factores de transcripción de bHLH son heterodiméricos, [8] su actividad a menudo está muy regulada por la dimerización de las subunidades. La expresión o disponibilidad de una subunidad a menudo se controla, mientras que la otra subunidad se expresa constitutivamente. Muchas de las proteínas reguladoras conocidas, como la proteína extramacrochaetae de Drosophila , tienen la estructura de hélice-bucle-hélice pero carecen de la región básica, lo que las hace incapaces de unirse al ADN por sí mismas. 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 y col. mostró que los dímeros de varias proteínas bHLH se unen a un motivo de ADN corto (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 del motivo del haz de 4 hélices en 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), incluido el receptor de hidrocarburos aromáticos y de mente única (Sim). [14]
- 1995: El grupo de Semenza identifica el factor inducible por hipoxia (HIF) como un heterodímero de bHLH-PAS que se une a una caja E asimétrica relacionada. [15]
- 2009: Grove, De Masi et al. , identificaron nuevos motivos de ADN cortos, unidos por un subconjunto de proteínas bHLH, que definieron como "secuencias tipo caja E". Estos tienen la forma de CAYRMK, donde Y representa 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 ; HAND1 ; HAND2 ; HES1 ; HES2 ; HES3 ; HES4 ; HES5 ; HES6 ; HES7 ; HEY1 ; HEY2 ; HIF1A ; ID1 ; ID2 ; ID3 ; ID4 ; KIAA2018 ; LYL1 ; MASH1 ; MATH2 ; MAX ; MESP1 ; MESP2 ; MIST1 ; MITF ; MLX ; MLXIP ; MLXIPL ; MNT ; MSC ; MSGN1 ; MXD1 ; MXD3 ; MXD4 ; MXI1 ; MYC ; MYCL1 ; MYCL2 ; MYCN ; MYF5 ; MYF6 ; MYOD1 ; MYOG ; 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 ; TWIST1 ; TWIST2 ; USF1 ; USF2 ;
Referencias
- ^ PDB : 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 hetero 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 helix-loop-helix". Biochim. Biophys. Acta . 1218 (2): 129–35. doi : 10.1016 / 0167-4781 (94) 90001-9 . PMID 8018712 .
- ^ Littlewood TD, Evan GI (1995). "Factores de transcripción 2: hélice-bucle-hélice". Perfil de proteínas . 2 (6): 621–702. PMID 7553065 .
- ^ Massari ME, Murre C (enero de 2000). "Proteínas hélice-bucle-hélice: reguladores de la transcripción en organismos eucarióticos" . Mol. Célula. Biol . 20 (2): 429–40. doi : 10.1128 / MCB.20.2.429-440.2000 . PMC 85097 . PMID 10611221 .
- ^ Amoutzias, Grigoris D .; Robertson, David L .; Van de Peer, Yves; Oliver, Stephen G. (1 de mayo de 2008). "Elija sus socios: dimerización en factores de transcripción eucariotas". Tendencias en Ciencias Bioquímicas . 33 (5): 220-229. doi : 10.1016 / j.tibs.2008.02.002 . ISSN 0968-0004 . PMID 18406148 .
- ^ Lawrence Zipursky; Arnold Berk; Monty Krieger; Darnell, James E .; Lodish, Harvey F .; Kaiser, Chris; Matthew P. Scott; Matsudaira, Paul T. (22 de agosto de 2003). Paquete McGill Lodish 5E - Biología celular molecular y código de activación McGill . San Francisco: WH Freeman. ISBN 0-7167-8635-4.
- ^ a b Chaudhary J, Skinner MK (1999). "Las proteínas básicas de hélice-bucle-hélice pueden actuar en la caja E dentro del elemento de respuesta sérica del promotor c-fos para influir en la activación del promotor inducida por hormonas en las células de Sertoli" . Mol. Endocrinol . 13 (5): 774–86. doi : 10.1210 / mend.13.5.0271 . PMID 10319327 .
- ^ a b Amoutzias, Gregory D .; Robertson, David L .; Oliver, Stephen G .; Bornberg-Bauer, Erich (1 de marzo de 2004). "Evolución convergente de redes de genes por duplicaciones de un solo gen en eucariotas superiores" . Informes EMBO . 5 (3): 274–279. doi : 10.1038 / sj.embor.7400096 . ISSN 1469-221X . PMC 1299007 . PMID 14968135 .
- ^ Ledent, V; Paquet, O; Vervoort, M (2002). "Análisis filogenético de las proteínas hélice-bucle-hélice humana básica" . Biología del genoma . 3 (6): research0030.1. doi : 10.1186 / gb-2002-3-6-research0030 . PMC 116727 . PMID 12093377 .
- ^ Cabrera CV, Alonso MC, Huikeshoven H (1994). "Regulación de la función de los escudos por extramacroquetos in vitro e in vivo". Desarrollo . 120 (12): 3595–603. PMID 7821225 .
- ^ Murre C, McCaw PS, Vaessin H y col. (1989). "Las interacciones entre proteínas heterólogas hélice-bucle-hélice generan complejos que se unen específicamente a una secuencia de ADN común". Celular . 58 (3): 537–44. doi : 10.1016 / 0092-8674 (89) 90434-0 . PMID 2503252 . S2CID 29339773 .
- ^ Ellenberger T, Fass D, Arnaud M, Harrison SC (abril de 1994). "Estructura cristalina del factor de transcripción E47: reconocimiento de caja E por un dímero de hélice-bucle-hélice de región básica" . Genes Dev . 8 (8): 970–80. doi : 10.1101 / gad.8.8.970 . PMID 7926781 .
- ^ Ma PC, Rould MA, Weintraub H, Pabo CO (mayo de 1994). "Estructura cristalina del complejo de ADN-dominio bHLH de MyoD: perspectivas sobre el reconocimiento del ADN e implicaciones para la activación transcripcional". Celular . 77 (3): 451–9. doi : 10.1016 / 0092-8674 (94) 90159-7 . PMID 8181063 . S2CID 44902701 .
- ^ Wharton KA, Franks RG, Kasai Y, Crews ST (diciembre de 1994). "Control de la transcripción de la línea media del SNC por elementos asimétricos de tipo caja E: similitud con la regulación de respuesta xenobiótica". Desarrollo . 120 (12): 3563–9. PMID 7821222 .
- ^ Wang GL, Jiang BH, Rue EA, Semenza GL (junio de 1995). "El factor 1 inducible por hipoxia es un heterodímero básico de hélice-bucle-hélice-PAS regulado por la tensión de O2 celular" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 92 (12): 5510–4. doi : 10.1073 / pnas.92.12.5510 . PMC 41725 . PMID 7539918 .
- ^ Grove C, De Masi F y col. (2009). "Una red multiparamétrica revela una amplia divergencia entre los factores de transcripción de C. elegans bHLH" . Celular . 138 (2): 314-27. doi : 10.1016 / j.cell.2009.04.058 . PMC 2774807 . PMID 19632181 .
enlaces externos
- PDOC00038 en PROSITE
- Basic + Helix-Loop-Helix + Transcription + Factors 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