시스틴 매듭

Cystine knot
시스틴-노트 도메인
PDB 1hcn EBI.jpg
인간 융모막 성선 호르몬의 구조.[1]
식별자
기호.Cys_knot
팜PF00007
빠맘 클랜CL0079
인터프로IPR006208
SCOP21hcn/SCOPe/SUPFAM

시스틴 매듭은 3개의 디술피드 브릿지를 포함하는 단백질 구조 모티브이다(시스테인 잔류물 쌍으로 형성).이 중 두 개 사이에 발생하는 폴리펩타이드 단면은 세 번째 디술피드 결합을 통과하는 루프를 형성하여 로탁산 하부 구조를 형성합니다.시스틴 매듭 모티브는 단백질 구조를 안정시키고 다양한 [2][3][4]종의 단백질에 보존됩니다.시스틴 매듭에는 [5]세 가지 유형이 있으며, 디술피드 결합의 위상이 다릅니다.

성장인자 시스틴 매듭은 신경성장인자(NGF) 구조에서 처음 관찰되었으며, X선 결정학에 의해 해결되었으며 1991년 톰 블런델이 네이처에 [6]발표했다.GFCK는 4개의 슈퍼패밀리에 존재한다.이것들은 신경 성장인자, 변형 성장인자 베타(TGF-β), 혈소판 유래 성장인자 및 인간 융모성 성선 호르몬을 포함한 당단백질 호르몬을 포함한다.이것들은 시스틴 매듭 모티브의 존재로 인해 구조적으로 관련이 있지만 [7]순서가 다르다.확인된 GFCK 구조는 모두 이합체이지만 등급에 따라 이합체 모드가 다릅니다.[8]혈소판 유래 성장인자 슈퍼패밀리의 일부로 분류되는 혈관내피 성장인자 서브패밀리는 혈관신생인자를 [9]포함하는 단백질을 포함한다.

사이클로티드가 다양한 식물군으로부터 분리되었을 때 CCK(cyclic cystine not) 모티브의 존재가 발견되었다.CCK 모티브는 주기적 백본, 삼중 가닥 베타 시트 및 시스틴 매듭 [10]구성을 가지고 있습니다.

C 말단 시스틴 매듭(CTCK) 단백질로도 알려진 시스틴 매듭 모티브 계열에 새로운 단백질이 추가되고 있다.이들은 시스테인이 풍부한 C 말단 [9]영역에서 약 90개의 아미노산 잔류물을 공유한다.

인히비터 시스틴 매듭(ICK)은 3개의 디술피드 결합으로 연결된 3가닥 반평행 베타 시트를 가진 구조 모티브로, 매듭진 코어를 형성한다.ICK 모티브는 동물이나 식물과 같은 문(文)의 범주에서 찾을 수 있습니다.그것은 달팽이, 거미, 그리고 전갈과 같은 많은 독 펩타이드에서 종종 발견됩니다.ICK를 포함한 펩타이드 K-PVIIA는 효소적 골격환화에 성공할 수 있다.이황화물 연결성과 ICK 모티브의 공통 배열 패턴은 환화를 지원하는 펩타이드의 안정성을 제공합니다.[11]

약물의 영향

시스틴 매듭 모티브의 안정성과 구조는 약물 설계에서 가능한 적용을 암시한다.모티브의 디술피드 결합과 베타시트 구조의 수소 결합은 매우 효율적인 구조 안정화를 야기한다.또한 모티브의 크기는 약 30개의 아미노산 [12]잔기이다.이 두 가지 특성은 열 안정성, 화학적 안정성 및 단백질 분해 내성을 나타내므로 약물 전달에 사용하기에 매력적인 생체 분자로 만든다.이러한 분자의 생물학적 활성은 부분적으로 서큘린 [12]간에 공유되는 보존 배열을 포함하는 독특한 연동 배열과 고리화 펩타이드 골격에 기인한다.서큘린은 이전에 항HIV [13]활성 스크린에서 식별되었습니다.연구에 따르면 시스틴 매듭 단백질은 구조 및 기능 [14]무결성의 손실 없이 65°C의 온도에서 배양하거나 1N HCl/1N NaOH에 배치할 수 있다.경구 및 일부 장단백질가수분해효소로부터의 저항성은 경구 분만을 위한 사용 가능성을 시사한다.가능한 미래 응용 분야에는 [14]항바이러스 및 항균 기능뿐만 아니라 통증 완화 기능도 포함됩니다.

레퍼런스

  1. ^ Wu H, Lustbader JW, Liu Y, Canfield RE, Hendrickson WA (June 1994). "Structure of human chorionic gonadotropin at 2.6 A resolution from MAD analysis of the selenomethionyl protein". Structure. 2 (6): 545–58. doi:10.1016/s0969-2126(00)00054-x. PMID 7922031.
  2. ^ "Cystine Knots". The Cyclotide Webpage.
  3. ^ Sherbet, G.V. (2011), "Growth Factor Families", Growth Factors and Their Receptors in Cell Differentiation, Cancer and Cancer Therapy, Elsevier, pp. 3–5, doi:10.1016/b978-0-12-387819-9.00002-5, ISBN 9780123878199, retrieved 2019-05-01
  4. ^ Vitt, Ursula A.; Hsu, Sheau Y.; Hsueh, Aaron J. W. (2001-05-01). "Evolution and Classification of Cystine Knot-Containing Hormones and Related Extracellular Signaling Molecules". Molecular Endocrinology. 15 (5): 681–694. doi:10.1210/mend.15.5.0639. ISSN 0888-8809. PMID 11328851.
  5. ^ Daly NL, Craik DJ (June 2011). "Bioactive cystine knot proteins". Current Opinion in Chemical Biology. 15 (3): 362–8. doi:10.1016/j.cbpa.2011.02.008. PMID 21362584.
  6. ^ PDB: 1베트;
  7. ^ Sun PD, Davies DR (1995). "The cystine-knot growth-factor superfamily". Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure. 24 (1): 269–91. doi:10.1146/annurev.bb.24.060195.001413. PMID 7663117.
  8. ^ Jiang X, Dias JA, He X (January 2014). "Structural biology of glycoprotein hormones and their receptors: insights to signaling". Molecular and Cellular Endocrinology. 382 (1): 424–451. doi:10.1016/j.mce.2013.08.021. PMID 24001578.
  9. ^ a b Iyer S, Acharya KR (November 2011). "Tying the knot: the cystine signature and molecular-recognition processes of the vascular endothelial growth factor family of angiogenic cytokines". The FEBS Journal. 278 (22): 4304–22. doi:10.1111/j.1742-4658.2011.08350.x. PMC 3328748. PMID 21917115.
  10. ^ Craik DJ, Daly NL, Bond T, Waine C (December 1999). "Plant cyclotides: A unique family of cyclic and knotted proteins that defines the cyclic cystine knot structural motif". Journal of Molecular Biology. 294 (5): 1327–36. doi:10.1006/jmbi.1999.3383. PMID 10600388.
  11. ^ Kwon, Soohyun; Bosmans, Frank; Kaas, Quentin; Cheneval, Oliver; Cinibear, Anne C; Rosengren, K Johan; Wang, Conan K; Schroeder, Christina I; Craik, David J (19 April 2016). "Efficient enzymatic cyclization of an inhibitory cystine knot‐containing peptide". Biotechnology and Bioengineering. 113 (10): 2202–2212. doi:10.1002/bit.25993. PMC 5526200. PMID 27093300.
  12. ^ a b 콜마, 하랄드"자연 및 공학적 시스틴 매듭 미니 단백질의 생물학적 다양성과 치료 잠재력"약리학에 대한 현재 의견, 제9권, 제5호, 2009년, 페이지 608–614., doi:10.1016/j.coph.2009.05.004.
  13. ^ K.R. 구스타프슨, R.C. 소더 II, L.E. 헨더슨, I.C. 파슨스, Y. 캐쉬먼, J.H. 카델리나 II, J.B. 맥마흔, R.W. 벅하이트 주니어, L.Nell.화학, 116(1994), 9337-9338페이지
  14. ^ a b 크레이크, 데이비드 J. 등"의약품 설계에 대한 독소와 시사점에서의 시스틴 매듭 모티브"Toxicon, vol. 39, No. 2001, 페이지 43-60, doi:10.1016/s0041-0101(00)00160-4.