Kluczowa różnica między helix-loop-helix i helix-turn-helix polega na tym, że helix-loop-helix pośredniczy w dimeryzacji białek, podczas gdy helix-turn-helix reguluje ekspresję genów poprzez wiązanie DNA.
Motyw białkowy to krótka konserwatywna sekwencja związana z różnymi funkcjami DNA. Jest to związane głównie ze specjalnym miejscem strukturalnym o wyjątkowej funkcji chemicznej lub biologicznej. Motywy te zawierają małe regiony trójwymiarowych struktur aminokwasów z różnymi cząsteczkami białek. Zazwyczaj poszczególne motywy zawierają tylko kilka elementów. Helix-loop-helix i helix-turn-helix zawierają trzy elementy. Ich białkowe motywy strukturalne obejmują pętle o różnej długości i nieokreślonej strukturze.
Co to jest Helix-Loop-Helix?
Helix-loop-helix (HLH) to białkowy motyw strukturalny, który definiuje jedną z największych rodzin dimeryzujących czynników transkrypcyjnych. Te czynniki transkrypcyjne zawierają reszty aminokwasów ułatwiające mechanizm wiązania DNA i są dimeryczne. Motyw strukturalny białka zawiera dwie helisy α i są one połączone pętlą. Jedna helisa wydaje się mniejsza od dwóch helis, a elastyczność pętli umożliwia dimeryzację poprzez upakowanie i składanie względem innej helisy. Spirala, która wydaje się większa, zwykle zawiera regiony wiążące DNA. Białka HLH wiążą się z sekwencją konsensusową znaną jako E-box. Sekwencja konsensusowa to obliczona kolejność zawierająca reszty nukleotydowe lub aminokwasowe. E-box to element reagujący na DNA niektórych eukariontów, który działa jako miejsce wiązania białek i reguluje ekspresję genów.
Rysunek 01: Motyw helisy-pętla-helisa
Czynniki transkrypcyjne HLH są niezbędne dla rozwoju i aktywności komórek. Białka HLH należą głównie do sześciu grup, które są oznaczone literami od A do F. Czynniki transkrypcyjne zawarte w każdej grupie to:
Grupa A: MyoD, Myf5, Beta2/NeuroD1, Scl, p-CaMK, NeuroD i Neurogeniny, grupa B: MAX, C-Myc, N-Myc i TCF4
Grupa C: AhR, BMAL-1-CLOCK, HIF, NPAS1, NPAS3 i MOP5
Grupa D; EMC
Grupa E: HEY1 i HEY2
Grupa F: EBF1
Ponieważ większość czynników transkrypcyjnych HLH jest heterodimerami, dimeryzacja często je reguluje.
Co to jest Helix-Turn-Helix?
Helix-turn-helix (HTH) to białkowy motyw strukturalny, który jest zdolny do wiązania DNA. Każdy monomer jest zorganizowany w dwie α-helisy i jest połączony krótką nicią aminokwasową. Wiąże się to z rowkiem w helisie DNA. Motywy HTH zwykle regulują ekspresję genów. Rozpoznawanie HTH i wiązanie z DNA jest realizowane przez dwie α-helisy. Jedna helisa zajmuje koniec N, podczas gdy druga znajduje się na końcu C. W większości scenariuszy helisa dokonuje rozpoznawania DNA. Dlatego nazywana jest helisą rozpoznawczą. Wiązanie z rowkiem w DNA odbywa się poprzez szereg interakcji Van der Waalsa i wiązań wodorowych z odkrytymi zasadami. Druga α-helisa stabilizuje interakcję białkową i DNA i nie odgrywa większej roli w rozpoznawaniu. Jednak helisa rozpoznająca i pozostała helisa mają podobną orientację.
Rysunek 02: Helix-turn-helix rodziny TetR
HTH jest klasyfikowany zgodnie ze strukturą i układem przestrzennym helis. Główne typy to HTH dwuhelikalny, trójhelikalny, czterośrubowy i skrzydlaty. Typ dihelikalny jest najprostszym typem z dwiema helisami i niezależną fałdującą się domeną białkową. Typ trójhelikalny znajduje się w aktywatorze transkrypcji Myb. Typ tetra-helikalny ma dodatkową helisę C-końcową. Wreszcie, uskrzydlony HTH składa się z 3-helikalnej wiązki i 3- lub 4-niciowego arkusza beta.
Jakie są podobieństwa między Helix-Loop-Helix i Helix-Turn-Helix?
- Helix-loop-helix i helix-turn-helix to białkowe motywy strukturalne.
- Oba zawierają wspólny mianownik podstawowych i specyficznych czynników transkrypcyjnych.
- Są obecne u eukariontów.
Jaka jest różnica między Helix-Loop-Helix a Helix-Turn-Helix?
Helix-loop-helix pośredniczy w dimeryzacji białek, podczas gdy helix-turn-helix reguluje ekspresję genów poprzez wiązanie DNA. Jest to więc kluczowa różnica między helisą-pętlą-helisą a helisą-skręt-helisą. Poza tym HLH zawiera pewne protoonkogeny i geny zaangażowane w różnicowanie kodujące czynniki transkrypcyjne, podczas gdy HTH zawiera wiele genów homeotycznych, które kodują czynniki transkrypcyjne. Co więcej, helisa-loop-helix składa się głównie z alfa-helis połączonych pętlą, podczas gdy helix-turn-helix składa się głównie z pętli połączonych krótkim stojakiem aminokwasowym tworzącym rowek.
Poniższa infografika przedstawia różnice między helix-loop-helix i helix-turn-helix w formie tabelarycznej do porównania.
Podsumowanie – Helix-Loop-Helix vs Helix-Turn-Helix
Motyw białkowy to krótka konserwatywna sekwencja związana z różnymi funkcjami DNA. Helix-loop-helix i helix-turn-helix to dwa rodzaje białkowych motywów strukturalnych. Kluczową różnicą między helisą-pętlą-helisą a helix-turn-helix jest to, że helisa-pętla-helisa pośredniczy w dimeryzacji białek, podczas gdy helix-turn-helix reguluje ekspresję genów poprzez wiązanie DNA. HLH to białkowy motyw strukturalny, który definiuje jedną z największych rodzin dimeryzujących czynników transkrypcyjnych. Motyw strukturalny białka zawiera dwie helisy α i są one połączone pętlą. HTH to białkowy motyw strukturalny, który jest zdolny do wiązania DNA. Każdy monomer jest zorganizowany w dwie α-helisy i jest połączony krótką nicią aminokwasową i wiąże się z rowkiem w helisie DNA. To podsumowuje różnicę między helisą-pętlą-helisą a helix-turn-helix.
