Los dominios de fosfotransferencia de histidina y las fosfotransferasas de histidina (ambos a menudo abreviados como HPt ) son dominios de proteínas involucrados en la forma de "fosforotransferencia" de los sistemas reguladores de dos componentes . Estas proteínas poseen un residuo de histidina fosforilable y son responsables de transferir un grupo fosforilo de un residuo de aspartato en un dominio "receptor" intermedio , típicamente parte de una histidina quinasa híbrida , a un aspartato en un regulador de respuesta final .
En la señalización ortodoxa de dos componentes, una proteína histidina quinasa se autofosforila en un residuo de histidina en respuesta a una señal extracelular, y el grupo fosforilo se transfiere posteriormente a un residuo de aspartato en el dominio receptor de un regulador de respuesta . En fosforescencias, la histidina quinasa "híbrida" contiene un dominio receptor interno que contiene aspartato al que se transfiere el grupo fosforilo, después de lo cual una proteína HPt que contiene una histidina fosforilable recibe el grupo fosforilo y finalmente lo transfiere al regulador de respuesta. El sistema de relevos progresa así en el orden His-Asp-His-Asp, con el segundo His aportado por Hpt. [3][4] [5] En algunos casos, un sistema de fosforescencia se construye a partir de cuatro proteínas separadas en lugar de una histidina quinasa híbrida con un dominio receptor interno y, en otros ejemplos, tanto el receptor como los dominios HPt están presentes en la cadena polipeptídica de la histidina quinasa. . [6] : 198 Un censo de arquitectura de dominio de sistema de dos componentes encontró que los dominios HPt en bacterias son más comunes como dominios de proteínas más grandes que como proteínas individuales. [4]
La mayor complejidad del sistema de fosforescencia en comparación con la señalización ortodoxa de dos componentes brinda oportunidades adicionales para la regulación y mejora la especificidad de la respuesta. [6] : 192 [7] Aunque hay muy poca intercomunicación entre los sistemas ortodoxos de dos componentes, los fosforescencias permiten vías de señalización más complejas; los ejemplos incluyen una vía bifurcada con múltiples salidas aguas abajo, como en el caso de Caulobacter crescentus ChpT HPt involucrada en la regulación del ciclo celular , [2] o, alternativamente, vías en las que más de una histidina quinasa controla un solo regulador de respuesta, como el vía de esporulación en Bacillus subtilis, que puede dar lugar a complejas variaciones temporales. [8] En algunos casos conocidos, existe una forma adicional de regulación en las enzimas fosfohistidina fosfatasa que actúan sobre HPt, como la proteína SixA de Escherichia coli , que se dirige a ArcB . [6] : 206
La función de fosfotransferencia de histidina puede ser llevada a cabo por proteínas con al menos dos arquitecturas diferentes, ambas compuestas por un haz de cuatro hélices pero que difieren en la forma en que se ensambla el haz. La mayoría de las proteínas HPt caracterizadas estructuralmente, como el dominio Hpt de la proteína ArcB de Escherichia coli y la proteína Ypd1 de Saccharomyces cerevisiae , forman el paquete como monómeros. [5] [2] En el tipo menos común, como el factor de esporulación Spo0B de Bacillus subtilis o la proteína ChpT de Caulobacter crescentus , el paquete se ensambla como un dímero de proteína , con similitud a la estructura de las histidina quinasas. [7] [2] Los dominios HPt monoméricos poseen solo un residuo de histidina fosforilable e interactúan con un regulador de respuesta, mientras que los dímeros tienen dos sitios de fosforilación y pueden interactuar con dos reguladores de respuesta al mismo tiempo. Los dominios monoméricos HPt no tienen actividad enzimática propia y actúan puramente como lanzaderas de fosfato, [10] [4] mientras que el dimérico Spo0B es catalítico; su tasa de fosfotransferencia al regulador de respuesta del receptor se acelera drásticamente en comparación con el fosfato de histidina. [11] A pesar de poseer un segundo dominio con cierta similitud con la ATPasadominios, no se ha demostrado que las proteínas HPt diméricas se unan o hidrolicen ATP y carecen de residuos clave presentes en otras ATPasas. [2]