Λ-repressoren til bakteriofag lambda bruker to helix-turn-helix-motiver (venstre; grønn) for å binde DNA (høyre; blått og rødt). Λ -repressorproteinet i dette bildet er en dimer
I proteiner er helix-turn-helix ( HTH ) et viktig strukturelt motiv som er i stand til å binde DNA . Hver monomer inneholder to α -spiraler , forbundet med en kort streng av aminosyrer , som binder seg til hovedsporet av DNA. HTH -motivet forekommer i mange proteiner som regulerer genuttrykk . Det skal ikke forveksles med helix -loop -helix -motivet.
Helix-turn-helix-motivet er et DNA-bindende motiv. Gjenkjenningen og bindingen til DNA av helix-turn-helix-proteiner utføres av de to α-helixene, den ene okkuperer den N-terminale enden av motivet, den andre ved C-terminalen . I de fleste tilfeller, for eksempel i Cro -repressoren, bidrar den andre helixen mest til DNA -gjenkjenning, og derfor kalles den ofte "gjenkjenningsspiralen". Det binder seg til det store sporet av DNA gjennom en rekke hydrogenbindinger og forskjellige Van der Waals -interaksjoner med eksponerte baser . Den andre α -helixen stabiliserer samspillet mellom protein og DNA, men spiller ikke en særlig sterk rolle i gjenkjennelsen. Gjenkjenningsspiralen og dens foregående helix har alltid samme relative orientering.
Klassifisering av helix-turn-helix-motiver
Flere forsøk har blitt gjort for å klassifisere helix-turn-helix-motivene basert på strukturen og det romlige arrangementet av spiralen. Noen av hovedtypene er beskrevet nedenfor.
Di-spiralformet
Det di-spiralformede helix-turn-helix-motivet er det enkleste helix-turn-helix-motivet. Et fragment av Engrailed homeodomain som bare omfattet de to spiralene og svingen ble funnet å være et ultrahurtig uavhengig brettende proteindomene.
Det tetra-spiralformede helix-turn-helix-motivet har en ekstra C-terminal helix sammenlignet med de tri-spiralformede motivene. Disse inkluderer DNA-bindende HTH-domene av LuxR-type som finnes i bakterielle transkripsjonsfaktorer og helix-turn-helix-motivet som finnes i TetR- repressorene. Multiheliske versjoner med ekstra spiraler forekommer også.
Winged helix-turn-helix
Det bevingede helix-turn-helix (wHTH) -motivet er dannet av en 3-spiralbunt og et 3- eller 4-strengs beta-ark (vinge). Topologien til spiraler og tråder i wHTH -motivene kan variere. I transkripsjonsfaktoren bretter ETS wHTH seg til et helix-turn-helix-motiv på et firestrenget anti-parallelt beta-ark- stillas arrangert i rekkefølgen α1-β1-β2-α2-α3-β3-β4 hvor den tredje helixen er DNA -gjenkjenningsspiral .
Andre modifiserte helix-turn-helix-motiver
Andre derivater av helix-turn-helix-motivet inkluderer det DNA-bindende domenet som finnes i MarR , en regulator for multipel antibiotikaresistens , som danner en vinget helix-turn-helix med en ekstra C-terminal alfa-helix.
Hoskisson PA, Rigali S (2009). "Kapittel 1: Variasjon i form og funksjon av helix-turn-helix-regulatorene til GntR-superfamilien". Fremskritt innen anvendt mikrobiologi . 69 : 1–22. doi : 10.1016/S0065-2164 (09) 69001-8 . PMID 19729089 .
Huffman JL, Brennan RG (februar 2002). "Prokaryote transkripsjonsregulatorer: mer enn bare helix-turn-helix-motivet". Nåværende mening i strukturbiologi . 12 (1): 98–106. doi : 10.1016/s0959-440x (02) 00295-6 . PMID 11839496 .
