C2 домен - C2 domain

C2 домен
C2dom.png
C2-домен C.absonum α-токсин (PDB 1OLP). β-тяжи показаны желтым, α-спирали - красным, петли - зеленым. Координированный Кальций ионы имеют голубой цвет.
Идентификаторы
СимволC2
PfamPF00168
ИнтерПроIPR000008
УМНАЯC2
PROSITEPDOC00380
SCOP21qas / Объем / СУПФАМ
OPM суперсемейство45
Белок OPM1угк
CDDcd00030
Фосфоинозитид-3-киназа C2
PDB 1e8x EBI.jpg
Структура фосфоинозитид-3-киназы.[1]
Идентификаторы
СимволPI3K_C2
PfamPF00792
ИнтерПроIPR002420
УМНАЯPI3K_C2
PROSITEPDOC50004
SCOP21e8x / Объем / СУПФАМ
CDDcd08380

А C2 домен это белок структурная область участвует в нацеливании белков на клеточные мембраны. Типичная версия (PKC-C2) имеет бета-бутерброд состоит из 8 β-тяжи который координирует два или три кальций ионы, которые связываются в полости, образованной первой и последней петлями домена, на поверхности связывания мембраны. Многие другие семейства доменов C2 не обладают активностью связывания кальция.[2][3]

Связь с другими доменами

C2 домены часто встречаются вместе с ферментативный домены; например, домен C2 в PTEN, приносит фосфатаза домен контактирует с плазматической мембраной, где он может дефосфорилировать свой субстрат, фосфатидилинозитол (3,4,5) -трифосфат (PIP3), не удаляя его с мембраны, что было бы очень затратно с точки зрения энергетики. PTEN состоит из двух доменов: протеинтирозинфосфатаза домен и домен C2. Эта пара доменов составляет супердомен, наследуемую единицу, которая обнаруживается в различных белках грибов, растений и животных.[4] Кроме того, фосфатидилинозитол-3-киназа (PI3-киназа), фермент, который фосфорилаты фосфоинозитиды на 3-гидроксильной группе инозитол кольцо также использует домен C2 для связывания с мембраной (например, вход PDB 1e8w).

Эволюция

Домен C2 в настоящее время известен только у эукариот и прокариот. Clostridium perfringens где это часть альфа-токсин.[5] Идентифицировано более 17 различных клад доменов C2.[2][3] Большинство семейств C2 можно проследить до основных видов эукариот, что указывает на раннюю диверсификацию до последнего общего предка эукариот (LECA). Только семейство доменов PKC-C2 содержит консервативные кальций-связывающие остатки, предполагая, что типичное кальций-зависимое мембранное взаимодействие является производным признаком, ограниченным доменами PKC-C2.[2]

Селективность по кальцию и липидам

Домены C2 уникальны среди доменов нацеливания на мембрану тем, что они демонстрируют широкий диапазон липидной селективности в отношении основных компонентов клеточных мембран, включая фосфатидилсерин и фосфатидилхолин. Этот домен C2 состоит примерно из 116 аминокислотных остатков и расположен между двумя копиями домена C1 в протеинкиназе C (которые связывают сложные эфиры форбола и диацилглицерин) (см. PDOC00379 ) и каталитический домен протеинкиназы (см. PDOC00100 ). Области со значительной гомологией[6] к C2-домену были обнаружены во многих белках. Считается, что домен C2 участвует в кальций-зависимом связывании фосфолипидов.[7] и в процессах нацеливания на мембрану, таких как субклеточная локализация. Хотя большинство доменов C2 взаимодействуют с мембраной (фосфолипиды) в Ca2+-зависимым образом, некоторые домены C2 могут взаимодействовать с мембраной без связывания с Ca2+. Сходным образом, C2-домены имеют различную специфичность к липидам. Многие домены C2, такие как синаптотагмин C2A, связываются с анионными фосфолипидами (PS или PIP2, содержащие фосфолипиды). Однако другие домены C2, такие как домен C2 cPLA2-α, связываются с цвиттерионными липидами (например, PC). Это разнообразие и избирательность в Ca2+ и связывание липидов предполагают, что домены C2 эволюционировали, чтобы иметь разные функции.[8]

3D структура

Домен образует восьмицепочечный бета-сэндвич, построенный вокруг консервативного 4-цепочечного мотива, обозначенного как ключ C2.[9] Кальций связывается в чашеобразном углублении, образованном N- и C-концевыми петлями C2-ключевого мотива. Структурный анализ нескольких доменов C2 показал, что они состоят из аналогичных тройных структур, в которых три Ca2+-связывающие петли расположены на конце восьмицепочечного антипараллельного бета-сэндвича.

Белки человека, содержащие домен C2

ABR; BAIAP3; BCR; C2CD2; C2CD3; CADPS; CADPS2;CAPN5; CAPN6; CC2D1A; CC2D1B; CPNE1; CPNE2; CPNE3; CPNE4;CPNE5; CPNE6; CPNE7; CPNE8; CPNE9; DAB2IP; DOC2A; DOC2B;DYSF; ESYT1; ESYT3; FAM62A; FAM62B; FAM62C; FER1L3; FER1L5;HECW1; HECW2; ЗУД; ITSN1; ITSN2; MCTP1; MCTP2; MTAC2D1; NEDD4; NEDD4L; NEDL1; OTOF;PCLO; PIK3C2A; PIK3C2B; PIK3C2G; PLA2G4A; PLA2G4B; PLA2G4D; PLA2G4E;PLA2G4F; PLCB1; PLCB2; PLCB3; PLCB4; PLCD1; PLCD3; PLCD4;PLCE1; PLCG1; PLCG2; PLCH1; PLCH2; PLCL1; PLCL2; PLCZ1;PRF1; PRKCA; PRKCB1; PRKCE; PRKCG; ПРКЧ; RAB11FIP1; RAB11FIP2;RAB11FIP5; RASA1; RASA2; RASA3; RASA4; RASAL1; RASAL2; RGS3;RIMS1; RIMS2; RIMS3; RIMS4; RPGRIP1; RPGRIP1L; RPH3A; СГА72М;SMURF1; SMURF2; SYNGAP1; SYT1; SYT10; SYT11; SYT12; SYT13;SYT14; SYT14L; SYT15; SYT16; SYT17; SYT2; SYT3; SYT4;SYT5; SYT6; SYT7; SYT8; SYT9; SYTL1; SYTL2; SYTL3;SYTL4; SYTL5; TOLLIP; UNC13A; UNC13B; UNC13C; UNC13D; WWC2;WWP1; WWP2; PTEN

Рекомендации

  1. ^ Уокер Э. Х., Пакольд М. Е., Перишич О., Стивенс Л., Хокинс П. Т., Вайманн М. П., Уильямс Р. Л. (октябрь 2000 г.). «Структурные детерминанты ингибирования фосфоинозитид-3-киназы с помощью вортманнина, LY294002, кверцетина, мирицетина и стауроспорина». Молекулярная клетка. 6 (4): 909–19. Дои:10.1016 / S1097-2765 (05) 00089-4. PMID  11090628.
  2. ^ а б c Чжан Д., Аравинд Л. (декабрь 2010 г.). «Идентификация новых семейств и классификация суперсемейства C2-доменов проливают свет на происхождение и эволюцию мембранной направленной активности у эукариот». Ген. 469 (1–2): 18–30. Дои:10.1016 / j.gene.2010.08.006. ЧВК  2965036. PMID  20713135.
  3. ^ а б Чжан Д., Аравинд Л. (октябрь 2012 г.). «Новые трансглутаминазоподобные пептидазы и C2-домены проясняют структуру, биогенез и эволюцию ресничного компартмента». Клеточный цикл. 11 (20): 3861–75. Дои:10.4161 / cc.22068. ЧВК  3495828. PMID  22983010.
  4. ^ Haynie DT, Xue B (май 2015 г.). «Супердомены в иерархии белковой структуры: случай PTP-C2». Белковая наука. 24 (5): 874–82. Дои:10.1002 / pro.2664. ЧВК  4420535. PMID  25694109.
  5. ^ Нейлор, Клэр Э .; Итон, Джулиан Т .; Хауэллс, Анджела; Джастин, Нил; Мосс, Дэвид С .; Титболл, Ричард В .; Басак, Аджит К. (август 1998 г.). «Структура ключевого токсина при газовой гангрене». Структурная и молекулярная биология природы. 5 (8): 738–746. Дои:10.1038/1447. ISSN  1545-9993. PMID  9699639. S2CID  21000585.
  6. ^ Brose N, Hofmann K, Hata Y, Südhof TC (октябрь 1995 г.). «Гомологи млекопитающих гена unc-13 Caenorhabditis elegans определяют новое семейство белков C2-домена». Журнал биологической химии. 270 (42): 25273–80. Дои:10.1074 / jbc.270.42.25273. PMID  7559667.
  7. ^ Давлетов Б.А., Зюдхоф ТЦ (декабрь 1993 г.). «Одного домена C2 из синаптотагмина I достаточно для связывания с высоким сродством Ca2 + / фосфолипида». Журнал биологической химии. 268 (35): 26386–90. PMID  8253763.
  8. ^ Налефски Е.А., Виснер М.А., Чен Дж. З., Спранг С. Р., Фукуда М., Микошиба К., Фальке Дж. Дж. (Март 2001 г.). «Домены C2 из разных сигнальных путей Ca2 + демонстрируют функциональное и механистическое разнообразие». Биохимия. 40 (10): 3089–100. Дои:10.1021 / bi001968a. ЧВК  3862187. PMID  11258923.
  9. ^ Саттон РБ, Давлетов Б.А., Бергюис А.М., Зюдхоф ТЦ, Спранг С.Р. (март 1995 г.). «Структура первого домена C2 синаптотагмина I: новая складка связывания Ca2 + / фосфолипидов». Клетка. 80 (6): 929–38. Дои:10.1016/0092-8674(95)90296-1. PMID  7697723. S2CID  18981505.

внешняя ссылка