Введение
Домен протеина. Домен плекстриновой гомологии (домен PH) или (PHIP) — это белковый домен, состоящий примерно из 120 аминокислот, который встречается в широком спектре белков, участвующих во внутриклеточной сигнализации или являющихся компонентами цитоскелета. Этот домен способен связываться с фосфатидилинозитольными липидами в биологических мембранах (такими как фосфатидилинозитол (3,4,5)-трифосфат и фосфатидилинозитол (4,5)-бифосфат), а также с белками, такими как βγ-субъединицы гетеротримерных G-белков и протеинкиназой C. Благодаря этим взаимодействиям PH-домены играют роль в рекрутинге белков к различным мембранам, тем самым направляя их в соответствующие клеточные компартменты или обеспечивая взаимодействие с другими компонентами путей передачи сигнала.
Pleckstrin homology domain (PH domain) or (PHIP) is a protein domain of approximately 120 amino acids that occurs in a wide range of proteins involved in intracellular signaling or as constituents of the cytoskeleton. This domain can bind phosphatidylinositol lipids within biological membranes (such as phosphatidylinositol (3,4,5) trisphosphate and phosphatidylinositol (4,5) bisphosphate), and proteins such as the βγ subunits of heterotrimeric G proteins, and protein kinase C. Through these interactions, PH domains play a role in recruiting proteins to different membranes, thus targeting them to appropriate cellular compartments or enabling them to interact with other components of the signal transduction pathways.
Специфика связывания липидов
Отдельные PH-домены проявляют специфичность к фосфоинозитидам, фосфорилированным в различных позициях инозитольного кольца; например, некоторые связываются с фосфатидилинозитол (4,5)-бисфосфатом, но не с фосфатидилинозитол (3,4,5)-трисфосфатом или фосфатидилинозитол (3,4)-бисфосфатом, тогда как другие могут обладать необходимым сродством. Это важно, поскольку делает рекрутинг различных белков, содержащих PH-домены, чувствительным к активности ферментов, фосфорилирующих или дефосфорилирующих эти позиции инозитольного кольца, таких как фосфоинозитид-3-киназа или PTEN, соответственно. Таким образом, эти ферменты частично реализуют свое влияние на клеточные функции, модулируя локализацию нисходящих сигнальных белков, обладающих PH-доменами, способными связывать их фосфолипидные продукты.
Структура
Определена трехмерная структура нескольких PH-доменов. Все известные случаи имеют общую структуру, состоящую из двух перпендикулярных антипараллельных β-листов, за которыми следует C-концевая амфипатическая α-спираль. Петли, соединяющие β-цепи, значительно различаются по длине, что затрудняет обнаружение PH-домена и в то же время определяет специфичность домена. Единственным консервативным остатком среди PH-доменов является один триптофан, расположенный внутри α-спирали, который служит ядром для формирования структуры домена.
Белки, содержащие домен PH
Домены PH можно обнаружить во многих различных белках, таких как OSBP или ARF. В этом случае рекрутирование в аппарат Гольджи зависит как от PtdIns, так и от ARF. Большое количество доменов PH имеют низкое сродство к фосфоинозитам и, предположительно, функционируют как домены связывания белков. Исследование всего генома Saccharomyces cerevisiae показало, что большинство из 33 дрожжевых доменов PH действительно неспецифичны в связывании с фосфоинозитами, в то время как только один (Num1 PH) проявляет высокую специфичность. Белки, содержащие домены PH, принадлежат к следующим семействам:
Плекстрин, белок, в котором этот домен был впервые обнаружен, является основным субстратом протеинкиназы C в тромбоцитах. Плекстрин содержит два домена PH. Белки ARAP содержат пять доменов PH. Серин/треонин-специфичные протеинкиназы, такие как семейство Akt/Rac, протеинкиназа D1 и трипаносомное семейство NrkA. Нерецепторные тирозинкиназы, принадлежащие к подсемейству Btk/Itk/Tec. Субстрат инсулинового рецептора 1 (IRS 1). Регуляторы малых G-белков: 64 RhoGEF семейства Dbl-like и несколько GTPase-активирующих белков, таких как ABR, BCR или белки ARAP. Цитоскелетные белки, такие как динамин (см. ), кинезин-подобный белок Caenorhabditis elegans unc 104 (см. ), бета-цепь спектрина, синтрофин (2 домена PH) и белок миграции ядра S. cerevisiae NUM1. Белки, связывающие оксистеролы OSBP, S. cerevisiae OSH1 и YHR073w. Керамидкиназа, липидкиназа, которая фосфорилирует керамиды до керамид-1-фосфата. G-белковые рецепторные киназы (GRK) подсемейства GRK2 (бета-адренергические рецепторные киназы): GRK2 и GRK3.