Кіріспе
Анкиринді қайталау - бұл белдіктердегі екі альфа-пелтіректі бүкпелермен бөліп тұратын 33 қалдық мотив, ол алғаш рет ашытқының Cdc10 және Drosophila Notch сигналды белдіктерінде табылды. Анкирин тандемі қайталануларынан тұратын домендер ақуыздар мен ақуыздардың өзара әрекеттесуіне делдал болып табылады және белгілі ақуыздарда ең көп таралған құрылымдық мотивтердің бірі болып табылады. Олар бактериялық, археалдық және эукариоттық белоктарда кездеседі, бірақ эукариоттарда көбірек таралған. Анкиринді қайталау ақуыздары вирустардың көпшілігінде жоқ болса да, ақуыз вирустарының арасында жиі кездеседі. Мотивті қамтитын белоктердің көпшілігі 4-6 қайталануға ие, бірақ оның атауын алған анкиринде 24 бар, ал қайталанулардың ең көп саны 34-ті құрайды, бұл Giardia lamblia экспрессияланған белокта болжанады. Анкириннің қайталануы, әдетте, анкириннің қайталануы деп аталатын бір, сызықтық соленоидтық құрылымды қалыптастыру үшін біріктіріледі. Бұл домендер табиғаттағы ең көп таралған ақуыз-ақуыз өзара әрекеттесу платформаларының бірі болып табылады. Олар функционалды жағынан әртүрлі протеиндердің көп бөлігінде, негізінен эукариоттарда кездеседі. Прокариоттар мен вирустардан алынған біраз белгілі мысалдар горизонталь гендердің ауысуы нәтижесінде пайда болуы мүмкін. Қайталану әр түрлі функциялы ақуыздарда, мысалы транскрипция инициаторларында, жасуша циклын реттеушілерде, цитоскелет, ион тасымалдаушыларда және сигнал берушілерде кездеседі. Анкирин бүгілуі оның функциясы емес, құрылымымен анықталады, өйткені оның жалпыға бірдей танылатын нақты реті немесе құрылымы жоқ. Жеке анкиринді қайталаулардың атомдық құрылымын ескере отырып, цикл көбінесе 1 типті бета-бұлж циклы болып табылады, ал альфа-вертикальдардың екеуінде де N-орында Шелман циклы болады.
Белоктардың бүлуіндегі рөлі
Анкириннің қайталану реттілік мотиві бірнеше реттілік сәйкестендіруді қолдана отырып, бүктеу және тұрақтылық үшін маңызды сақталған аминқышқыл қалдықтарын анықтау үшін зерттелді. Анкириннің қайталану құрылымдарының кең жақтық бетіндегі қалдықтар өзгермелі, көбінесе гидрофобты және негізінен ақуыз- ақуыз өзара әрекеттесуіне қатысады. Бірнеше рет қайталануы бар алғашқы жобаланған белокты бейнелейтін, тізбекті сәйкестендіруден алынған консенсустық тізбекке негізделген жасанды белок дизайны синтезделді және тұрақты түрде бүгілетіндігі анықталды. Дизайнның кеңірек стратегиясы анкиринді қайталауды "эволюциялауға" арналған комбинаторлық тізбектерді пайдаланды, бұл ерекше белок нысаналарын таниды, бұл жоғары аффинитетті байланыстыруды талап ететін қосымшалар үшін антидене дизайнына балама ретінде ұсынылған әдіс. Белгілі құрылымдағы анкирин ақуыздарының қатарын қамтитын құрылымға негізделген зерттеу консенсусқа негізделген анкирин ақуыздары өте тұрақты екенін көрсетеді, өйткені олар бүктеу және бүктеу құрылымдары арасындағы энергетикалық алшақтықты барынша арттырады, TPLX мотиві сияқты сақталған реттілік мотивтері арасындағы қолайлы өзара іс-қимылдардың тығыз байланысқан желісін кодтайды. Осы зерттеуден анкиринді қайталаудың каноникалық шеңберіндегі инсерциялар функцияға байланысты конфликтті өзара әсерлесулермен байытатынын көрсетті. Бұл өшіру нүктелерін қоршаған өзара әрекеттесулерге де қатысты. Бұл серіктесті тану және өзара іс-қимыл үшін маңызды күрделі бүктеу / ашылу ауысуларымен байланысты болуы мүмкін. Анкиринді қайталау ақуыздары ақуыздардың бүктелуін зерттеуде ерекше проблема тудырады, ол негізінен ұзақ аралықтағы, жергілікті емес қалдықтардың қалдық байланыстары арқылы тұрақтандырылған жақсы анықталған үшінші құрылымды құрайтын шаршамалы ақуыздарға бағытталған. Анкирин қайталауларында, керісінше, мұндай байланыстар өте аз (яғни, олардың байланыс реті төмен). Көптеген зерттеулер анкириннің қайталануы екі күйдегі бүлу механизмімен бүлінетінін анықтады, бұл жергілікті қалдықтар арасындағы байланыстарға және қайталанудың әртүрлі санымен сәтті бүлу қажеттілігіне қарамастан бүлудің жоғары деңгейін көрсетеді. Табиғи қайталанатын белоктардың қысқартылған нұсқаларын синтездеу және фи мәндерін зерттеуге негізделген кейбір дәлелдер С-терминал бүктеу ядролық орнын құрайды деп болжайды.
Клиникалық маңызы
Анкиринді қайталау ақуыздары адам ағзасындағы бірқатар аурулармен байланысты. Бұл ақуыздарға қатерлі ісікпен байланысты жасуша циклының ингибиторы p16 және қайталану доменінің мутациялары бұзылған кезде CADASIL неврологиялық бұзылысын тудыратын Notch ақуыз (жасуша сигнализациясының негізгі компоненті) кіреді. ANKK1 11-ші анкиринді қайталаудағы 703-ші позицияда глютамин мен лизин арасындағы табиғи вариация, TaqI A1 аллелі деп аталады, ол семіздік, алкоголизм, никотинге тәуелділік және Эрос махаббат стилі сияқты тәуелділік мінез-құлықтарды көтермелеумен қатар, жасөспірімдер арасындағы қылмыстылық пен невротизмді алаңдаушылықты болдырмайды. Бұл өзгеріске байланысты ANKK1 протеинкиназасы қайталанатын белдіктер арасындағы өзара әрекеттесу ерекшелігіне әсер етуі мүмкін.