Б. Белки, содержащие LOV-домены

В класс белков, содержащих LOV-домены, входят фототропины 1 и 2, ZEITLUPE-семейство (ZEITLUPE, FKF1, LKP2), аурохромы (транскрипционные факторы), PAS-LOV-протеин. LOV-домены присутствуют в прокариотических и эукариотических организмах.

В LOV-доменах хромофором выступает флавиновый кофактор ФАД или ФМН, нековалентно связанный с протеином посредством водородных связей и гидрофобных взаимодействий. При поглощении фотона с длиной волны примерно 450 нм л -электронная система фла- винового кофактора переходит в (химически инертное) синглетное состояние, в котором поляризация формирует слабые положительный и отрицательный заряды на атомы С(4а) и N5 ФМН соответственно. Далее посредством интеркомбинационной конверсии осуществляется переход в триплетное состояние (на пикосекундном — наносекунд- ном масштабе), при этом поляризация усиливается и атом N5 формирует водородную связь с S-H соседнего цистеина. Это приводит к переносу электрона с цистеина на ФМН и формированию промежуточной радикальной пары, через которую формируется ковалентная связь между атомом углерода флавинового кольца и остатком цистеина (на микросекундном масштабе) [Kennis and Groot, 2007; Matsuoka et al., 2007].

Это промежуточное состояние является сигнальным. Конформа- ционные и динамические изменения, вызванные образованием ковалентной связи, приводят к развертыванию а -спирали, внешней по отношению к этому домену, называемой J-а-спиралью. Сигнал передается и через другие структуры на эффекторную область. Окончательно цистеин-флавиновый аддукт формируется на миллисекундном масштабе на фоне изменений р -структур. Возвращение к основному состоянию происходит на масштабе секунды или много больше [Bauer et al., 2011; Pfeifer et al., 2009]. В сигнальном состоянии имеют место небольшие структурные изменения (в том числе вторичной структуры) в непосредственной окрестности флавинового кофактора и изменения в динамике, но при этом развертывается У-or-спираль. Развертывание J-а-спирали играет важную роль в регуляции киназной активности фоторецептора, являясь достаточным для активации киназы [Harper et al., 2004], хотя, по-видимому, не необходимым. Эти взаимодействия определяют последующие события в клеточной сигнализации. Длинные междоменные связывающие спирали найдены у многих сигнальных протеинов, и изменения этих спиралей могут играть важную роль в передаче сигнала [Moglich et al., 2010].

Возбуждение хромофора, связанного в сенсорном домене, активирует эффекторный домен, запускающий последующие реакции. В фототропинах - серин-треониновых киназах, содержащих два LOV- домена (LOV1, LOV2), осуществляется автофосфорилирование в нескольких сериновых и треониновых остатках. Кроме того, фототро- пины взаимодействуют с другими протеинами. В гистидинкиназах происходит фосфорилирование гистидинового остатка киназы [Swartz et al., 2007]. Эффекторные домены других LOV-фоторецепторов содержат «цинковые пальцы», будучи, по-видимому, факторами транскрипции. Помимо регуляции генной экспрессии эффекторные модули могут быть фосфатазами и фосфодиэстеразами [Losi and Gartner,

2011].

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >