O repressor λ do bacteriófago lambda emprega dois motivos de hélice-volta-hélice (esquerda; verde) para se ligar ao DNA (direita; azul e vermelho). A proteína repressora λ nesta imagem é um dímero
Nas proteínas , a hélice-volta-hélice ( HTH ) é o principal motivo estrutural capaz de se ligar ao DNA . Cada monômero incorpora duas hélices α , unidas por uma fita curta de aminoácidos , que se ligam ao sulco principal do DNA. O motivo HTH ocorre em muitas proteínas que regulam a expressão gênica . Não deve ser confundido com o motivo hélice-volta-hélice .
A descoberta do motivo hélice-volta-hélice foi baseada em semelhanças entre vários genes que codificam proteínas reguladoras de transcrição do bacteriófago lambda e Escherichia coli : Cro, CAP e repressor λ , que foram encontrados para compartilhar uma sequência comum de 20-25 aminoácidos que facilita o reconhecimento do DNA.
Função
O motivo hélice-volta-hélice é um motivo de ligação ao DNA. O reconhecimento e a ligação ao DNA pelas proteínas hélice-volta-hélice são feitos pelas duas hélices α, uma ocupando a extremidade N-terminal do motivo, a outra no C-terminal . Na maioria dos casos, como no repressor Cro, a segunda hélice contribui mais para o reconhecimento do DNA e, portanto, é freqüentemente chamada de "hélice de reconhecimento". Ele se liga ao sulco principal do DNA por meio de uma série de ligações de hidrogênio e várias interações de Van der Waals com bases expostas . A outra hélice α estabiliza a interação entre a proteína e o DNA, mas não desempenha um papel particularmente forte em seu reconhecimento. A hélice de reconhecimento e sua hélice precedente sempre têm a mesma orientação relativa.
Classificação de motivos de hélice-volta-hélice
Várias tentativas foram feitas para classificar os motivos da hélice-volta-hélice com base em sua estrutura e no arranjo espacial de suas hélices. Alguns dos tipos principais são descritos a seguir.
Di-helicoidal
O motivo de hélice-volta-hélice di-helicoidal é o motivo de hélice-volta-hélice mais simples. Um fragmento do homeodomínio Engrailed englobando apenas as duas hélices e a volta foi encontrado para ser um domínio de proteína de dobramento independente ultrarrápido.
O motivo tetra-helicoidal hélice-volta-hélice tem uma hélice C-terminal adicional em comparação com os motivos tri-helicoidais. Estes incluem o domínio HTH de ligação ao DNA do tipo LuxR encontrado em fatores de transcrição bacteriana e o motivo hélice-volta-hélice encontrado nos repressores TetR . Também ocorrem versões multihélicas com hélices adicionais.
Hélice-volta-hélice alada
O motivo da hélice-volta-hélice alada (wHTH) é formado por um feixe 3-helicoidal e uma folha beta de 3 ou 4 fitas (asa). A topologia das hélices e fios nos motivos wHTH pode variar. No fator de transcrição ETS o wHTH se dobra em um motivo de hélice-volta-hélice em uma estrutura de folha beta antiparalela de quatro fitas arranjada na ordem α1-β1-β2-α2-α3-β3-β4, onde a terceira hélice é a Hélice de reconhecimento de DNA .
Outros motivos de hélice-volta-hélice modificados
Outros derivados do motivo hélice-volta-hélice incluem o domínio de ligação ao DNA encontrado em MarR , um regulador de resistência múltipla a antibióticos , que forma uma hélice-volta-hélice alada com uma hélice alfa C-terminal adicional.
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