białko SMC
Kompleksy SMC reprezentują dużą rodzinę ATPaz , które uczestniczą w wielu aspektach organizacji i dynamiki chromosomów wyższego rzędu. SMC oznacza strukturalną konserwację chromosomów .
Klasyfikacja
Eukariotyczne SMC
Eukarionty mają co najmniej sześć białek SMC w poszczególnych organizmach i tworzą trzy odrębne heterodimery o wyspecjalizowanych funkcjach:
- Para SMC1 i SMC3 stanowi podstawowe podjednostki kompleksów kohezyny zaangażowanych w spójność chromatyd siostrzanych .
- Podobnie para SMC2 i SMC4 działa jako rdzeń kompleksów kondensyny biorących udział w kondensacji chromosomów .
- Dimer składający się z SMC5 i SMC6 działa jako część jeszcze nienazwanego kompleksu zaangażowanego w naprawę DNA i reakcje punktów kontrolnych.
Każdy kompleks zawiera odrębny zestaw podjednostek regulacyjnych innych niż SMC. Niektóre organizmy mają warianty białek SMC. Na przykład ssaki mają mejozy wariant SMC1, znany jako SMC1β. Nicienie Caenorhabditis elegans mają wariant SMC4, który odgrywa wyspecjalizowaną rolę w kompensacji dawki .
| podrodzina | złożony | S. cerevisiae | S. pombe | C. elegancja | D. melanogaster | kręgowce |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SMC1α | spójność | Smc1 | Psm1 | SMC-1 | DmSmc1 | SMC1α |
| SMC2 | kondensacja | smc2 | Cięcie14 | MIESZANKA-1 | DmSmc2 | CAP-E/SMC2 |
| SMC3 | spójność | Smc3 | psm3 | SMC-3 | DmSmc3 | SMC3 |
| SMC4 | kondensacja | Smc4 | Cięcie3 | SMC-4 | DmSmc4 | CAP-C/SMC4 |
| SMC5 | SMC5-6 | Smc5 | Smc5 | C27A2.1 | CG32438 | SMC5 |
| SMC6 | SMC5-6 | smc6 | Smc6/Rad18 | C23H4.6, F54D5.14 | CG5524 | SMC6 |
| SMC1β | kohezyna (mejotyczna) | - | - | - | - | SMC1β |
| wariant SMC4 | kompleks kompensacji dawki | - | - | DPY-27 | - | - |
Prokariotyczne SMC
Białka SMC są konserwowane od bakterii do ludzi. Większość bakterii ma pojedyncze białko SMC u poszczególnych gatunków, które tworzy homodimer. W podklasie Gram-ujemnych , w tym Escherichia coli , daleko spokrewnione białko znane jako MukB odgrywa równoważną rolę.
Struktura molekularna
.png)
Struktura pierwotna
Białka SMC mają długość 1000-1500 aminokwasów. Mają strukturę modułową, która składa się z następujących domen:
- Walker Motyw wiążący ATP
- cewki zwojowej I
- region zawiasowy
- obszar cewki zwojowej II
- Walker B motyw wiążący ATP; motyw podpisu
Struktura drugorzędowa i trzeciorzędowa
Dimery SMC tworzą cząsteczkę w kształcie litery V z dwoma długimi ramionami zwiniętej cewki . Aby stworzyć tak unikalną strukturę, protomer SMC jest samosfałdowany poprzez antyrównoległe typu coiled-coil , tworząc cząsteczkę w kształcie pręta. Na jednym końcu cząsteczki domeny N-końcowa i C-końcowa tworzą ATP - domena wiążąca. Drugi koniec nazywany jest domeną zawiasową. Następnie dwa protomery dimeryzują przez swoje domeny zawiasowe i składają dimer w kształcie litery V. Długość ramion zwiniętej cewki wynosi ~ 50 nm. Takie długie „antyrównoległe” spiralne cewki są bardzo rzadkie i można je znaleźć tylko wśród białek SMC (i ich krewnych, takich jak Rad50). Domena wiążąca ATP białek SMC jest strukturalnie spokrewniona z domeną transporterów ABC , dużej rodziny białek transbłonowych, które aktywnie transportują małe cząsteczki przez błony komórkowe. Uważa się, że cykl wiązania ATP i hydrolizy moduluje cykl zamykania i otwierania cząsteczki w kształcie litery V. Wciąż jednak do ustalenia pozostają szczegółowe mechanizmy działania białek SMC.
Geny
Następujące ludzkie geny kodują białka SMC:
