Regulador de respuesta
Un regulador de respuesta es una proteína que media la respuesta de una célula a los cambios en su entorno como parte de un sistema regulador de dos componentes . Los reguladores de respuesta están acoplados a histidina quinasas específicas que sirven como sensores de cambios ambientales. Los reguladores de respuesta y las histidina quinasas son dos de las familias de genes más comunes en bacterias , donde los sistemas de señalización de dos componentes son muy comunes; también aparecen mucho más raramente en los genomas de algunas arqueas , levaduras , hongos filamentosos y plantas . Los sistemas de dos componentes no se encuentran enmetazoos . [1] [2] [3] [4]
Las proteínas reguladoras de respuesta consisten típicamente en un dominio receptor y uno o más dominios efectores, aunque en algunos casos solo poseen un dominio receptor y ejercen sus efectos a través de interacciones proteína-proteína . En la señalización de dos componentes, una histidina quinasa responde a los cambios ambientales mediante autofosforilación en un residuo de histidina , tras lo cual el dominio receptor regulador de respuesta cataliza la transferencia del grupo fosfato a su propio residuo aspartato receptor . Esto induce un cambio conformacional que altera la función de los dominios efectores, lo que generalmente resulta en un aumento de la transcripción.de genes diana. Los mecanismos por los que esto ocurre son diversos e incluyen la activación alostérica del dominio efector u oligomerización de reguladores de respuesta fosforilados. [2] En una variación común sobre este tema, llamada fosforilato, una histidina quinasa híbrida posee su propio dominio receptor, y una proteína de fosfotransferencia de histidina realiza la transferencia final a un regulador de respuesta. [4]
En muchos casos, las histidina quinasas son bifuncionales y también sirven como fosfatasas , catalizando la eliminación de fosfato de los residuos de aspartato del regulador de respuesta, de modo que la señal transducida por el regulador de respuesta refleja el equilibrio entre la actividad de quinasa y fosfatasa. [4] Muchos reguladores de respuesta también son capaces de autodefosforilación, lo que ocurre en una amplia gama de escalas de tiempo. [2] Además, el fosfoaspartato es relativamente inestable químicamente y puede hidrolizarse de forma no enzimática. [1]
Las histidina quinasas son altamente específicas por sus reguladores de respuesta afines; hay muy poca diafonía entre diferentes sistemas de señalización de dos componentes en la misma celda. [6]
Los reguladores de respuesta se pueden dividir en al menos tres clases amplias, según las características de los dominios efectores: reguladores con un dominio efector de unión al ADN, reguladores con un dominio efector enzimático y reguladores de respuesta de dominio único. [3] Son posibles clasificaciones más completas basadas en un análisis más detallado de la arquitectura del dominio. Más allá de estas amplias categorizaciones, existen reguladores de respuesta con otros tipos de dominios efectores, incluidos los dominios efectores de unión al ARN.
Los reguladores con un dominio efector de unión al ADN son los reguladores de respuesta más comunes y tienen impactos directos sobre la transcripción . [7] Tienden a interactuar con sus reguladores afines en un dominio receptor del extremo N, y contienen el efector de unión al ADN hacia el extremo C-terminal. Una vez fosforilado en el dominio receptor, el regulador de respuesta se dimeriza, gana una capacidad mejorada de unión al ADN y actúa como factor de transcripción . [8] La arquitectura de los dominios de unión al ADN se caracteriza por ser variaciones de motivos hélice-vuelta-hélice . Una variación, que se encuentra en el regulador de respuesta OmpR del sistema de dos componentes EnvZ / OmpRy otros reguladores de respuesta tipo OmpR, es una arquitectura de "hélice alada". [9] Los reguladores de respuesta tipo OmpR son el grupo más grande de reguladores de respuesta y el motivo de la hélice alada está muy extendido. Otros subtipos de reguladores de la respuesta de unión al ADN incluyen reguladores similares a FixJ y similares a NtrC. [10] Los reguladores de la respuesta de unión al ADN están involucrados en varios procesos de absorción, incluido el nitrato / nitrito (NarL, que se encuentra en la mayoría de los procariotas). [11]
