SH2 도메인

SH2 domain
1lkkA SH2 domain.png
SH2 도메인의 결정 구조입니다.이 구조는 두 개의 알파 헬리(주황색과 파란색)[1]로 둘러싸인 커다란 베타 시트(녹색)로 구성됩니다.
식별자
기호.SH2
팜PF00017
인터프로IPR000980
스마트SH2
프로 사이트PDOC50001
SCOP21sha/SCOPe/SUPFAM
CDDcd00173

SH2(Src Homology 2) 도메인은 구조적으로 보존된 단백질[2] 도메인으로 Src 온코프로틴과 다른 많은 세포 내 신호 전달 [3]단백질에 포함되어 있다.SH2 도메인은 해당 도메인을 포함하는 단백질이 다른 단백질의 인산화 티로신 잔기에 도킹할 수 있도록 한다.SH2 도메인은 일반적으로 수용체 티로신 키나제 [4]경로의 신호 전달을 돕는 어댑터 단백질에서 발견된다.

배경

SH2는 포스포티로신(pTyr)[5]에 결합하는 단백질 티로신인산화효소의 신호화에 의해 보존된다.인간 프로테옴에서 pTyr 선택 인식 도메인의 클래스는 SH2 도메인으로 표현된다.세포질 티로신 인산화효소의 N 말단 SH2 도메인은 티로신 인산화 발생과 함께 진화 초기였다.처음에는 이러한 도메인이 표적 [6]키나제를 위한 기질 역할을 하는 것으로 추정되었다.

단백질-단백질 상호작용은 세포의 성장과 발달에 중요한 역할을 한다.단백질의 소단위인 모듈러 도메인은 짧은 펩타이드 서열을 식별함으로써 이러한 단백질 상호작용을 조절한다.이러한 펩타이드 배열은 각 단백질의 결합 파트너를 결정합니다.가장 중요한 도메인 중 하나는 SH2 도메인입니다.SH2 도메인은 셀룰러 통신에서 중요한 역할을 합니다.그것의 길이는 약 100개의 아미노산이고 111개의 인간 [7]단백질 안에서 발견됩니다.구조는 알파 헬리크 2개와 베타 스트랜드 7개를 포함하고 있다.연구에 따르면 인산화된 티로신 잔기에 높은 친화력을 가지고 있으며 펩타이드 모티브 내에서 3-6개의 아미노산 배열을 식별하는 것으로 알려져 있다.

결합 및 인산화

SH2 도메인은 일반적으로 표적 단백질 내에서 보다 긴 펩타이드 모티브의 맥락에서 인산화 티로신 잔기와 결합하며, SH2 도메인은 알려진 pTyr-인식 [8][9]도메인의 가장 큰 클래스를 나타낸다.

단백질 중 티로신 잔기의 인산화 작용은 신호 전달 중에 일어나 티로신 키나제에 의해 이루어진다.이와 같이 티로신키나아제에 의한 기질인산화효소는 SH2 도메인 함유 단백질과의 결합을 트리거하는 스위치로서 작용한다.SH2 도메인에 결합하는 짧은 선형 모티브를 포함하는 많은 티로신은 다양한 고등 [10]진핵생물들에 걸쳐 보존된다.티로신 키나아제 및 SH2 도메인 간의 친밀한 관계는 진핵생물 진화 중 이들의 좌표 출현에 의해 뒷받침된다.

다양성

SH2 도메인은 효모에는 존재하지 않으며 사회적 아메바 딕티오스텔륨 디스코이디움과 [11]같은 유기체의 원생동물과 동물성 사이의 경계에 나타난다.

인간과 생쥐의 SH2 도메인에 대한 상세한 생물정보학적 검사는 인간 [12]게놈에 의해 암호화된 115개의 단백질 내에 포함된 120개의 SH2 도메인을 밝혀내 SH2 도메인 간의 빠른 진화적 확장 속도를 나타낸다.

많은 SH2 도메인 구조가 해결되었고 많은 SH2 단백질이 생쥐에서 녹아웃되었다.

기능.

SH2 도메인의 기능은 티로신 잔기의 인산화 상태를 구체적으로 인식함으로써 SH2 도메인을 포함하는 단백질이 티로신-인산화 부위로 국재화될 수 있도록 하는 것이다.이 과정은 세포 외 구획의 신호가 수용체에 의해 "감지"되고 세포 내 구획에서 다른 화학적 형태, 즉 인산화 티로신으로 변환되는 막을 통한 신호 전달의 기본 이벤트를 구성합니다.티로신 인산화는 단백질-단백질 상호작용의 캐스케이드 활성화를 유도하며, 이 캐스케이드는 SH2 도메인을 포함한 단백질을 티로신-인산화 부위로 모집한다.이 과정은 결국 유전자 발현 패턴의 변화나 다른 세포 반응을 초래하는 일련의 사건들을 일으킨다.온단백질 Src와 Fps에서 처음 확인된 SH2 도메인은 약 100개의 아미노산 잔류물이다.포스포티로신이 함유된 표적 펩타이드와 배열 특이적이고 엄격하게 인산화 의존적인 방식으로 높은 친화력으로 상호작용함으로써 세포 내 신호 전달의 조절 모듈로 기능한다.

적용들

SH2 도메인 및 기타 결합 도메인은 단백질 조립체를 만들기 위해 단백질 공학에 사용되어 왔다.단백질 집합체는 여러 개의 단백질이 더 큰 구조를 만들기 위해 서로 결합할 때 형성된다.분자생물학 기술을 사용하여 특정 효소와 SH2 도메인의 융합 단백질이 생성되어 단백질 조립체를 형성할 수 있다.

SH2 도메인은 결합을 위해 인산화를 필요로 하기 때문에, 키나제와 포스파타아제 효소의 사용은 연구자들에게 단백질 집합체가 형성될지 여부에 대한 통제권을 준다.고친화성 엔지니어링 SH2 도메인이 개발되어 단백질 조립 [13]애플리케이션에 활용되었습니다.

대부분의 단백질 조립체 형성의 목표는 효소적 공동 [14]국재화를 통해 대사 경로의 효율성을 높이는 것이다.SH2 도메인 매개 단백질 어셈블리의 다른 적용은 광범위한 분자 포획 [15]특성을 가진 고밀도 프랙탈 유사 구조의 형성이었다.

예

이 도메인을 포함하는 인간 단백질은 다음과 같다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ PDB: 1lkk;Tong L, Warren TC, King J, Betageri R, Rose J, Jakes S (March 1996). "Crystal structures of the human p56lck SH2 domain in complex with two short phosphotyrosyl peptides at 1.0 A and 1.8 A resolution". Journal of Molecular Biology. 256 (3): 601–10. doi:10.1006/jmbi.1996.0112. PMID 8604142.
  2. ^ Sadowski I, Stone JC, Pawson T (December 1986). "A noncatalytic domain conserved among cytoplasmic protein-tyrosine kinases modifies the kinase function and transforming activity of Fujinami sarcoma virus P130gag-fps". Molecular and Cellular Biology. 6 (12): 4396–408. doi:10.1128/mcb.6.12.4396. PMC 367222. PMID 3025655.
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  15. ^ 에르난데스 N.E., 한센 W.A., 주 D., 쉐이 M.E., 칼리드 M., 마니체프 V., 퍼틴스 M., 첸 M. 도지 A.G., 양 L., 마로-베리오, 바날.컴퓨터 설계에 의한 단백질 기반 프랙탈의 자극 반응형 자가 조립.Nat. Chem. 2019 11(7): 605-614.프리프린트는 bioRxiv doi: 10.1101/274183에서 구할 수 있습니다.