Анкирин: домен N-концевой (мембраносвязывающий)

N-концевой (мембраносвязывающий) домен анкирина R включает аминокислотные остатки 1-827 [ Lux S.E. et al., 1990 ]. Он имеет молекулярную массу 89 кДа (в анкирине из мозга - 95 кДа) и почти на 30% состоит из альфа-спиральных участков [ Davis L.H. and Bennett V., 1990 ].

Мембраносвязывающий домен практически полностью сформирован из 24 тандемно расположенных повторов, названных анкириновыми повторами , каждый из которых состоит из 33 аминокислотных остатков [ Lux S.E. et al., 1990 , Otto E. et al., 1991 ]. Этот участок молекулы анкирина сформирован четырьмя независимо свернутыми субдоменами, каждый из которых представлен шестью повторами. Субдомены расположены не линейно, а образуют глобулярную структуру, вследствие чего N-концевой домен анкирина имеет почти сферическую форму [ Michaely P. and Bennett V., 1993 ].

Мембраносвязывающий домен обеспечивает связывание анкирина с такими интегральными мембранными белками , как белок полосы 3 , являющийся переносчиком анионов (НСО3/С1 анионо-обменник, АЕ1 ), потенциал-зависимые Na-каналы мозга и нервно-мышечных синапсов, амилорид-чувствительные Na-каналы, Na,K-ATPaзa , Н,К-АТРаза слизистой оболочки желудка, рецептор InsP3 (инозитол-(1,4,5)-трифосфата) - InsP3R , Са-канал ( рианодиновый рецептор, RyR) эндо(сарко)плазматического ретикулума , рецептор гиалуроновой кислоты CD44 , гликопротеины мозга , а также с некоторыми белками, не относящимися к интегральным белкам мембраны, в частности, с протеинкиназой С и тубулином .

Отдельные интегральные белки мембраны, например Na,K-ATPaзa , прочно связываются с анкирином только в том случае, когда взаимодействуют не только с мембраносвязывающим, но и со спектринсвязывающим доменом.

Анкириновые повторы представлены во многих других белках, включая белки, контролирующие клеточный цикл у дрожжей ( белки CDC10 , SW16 и SW14 ) [ Aves S.J. et al., 1985 , Andreus B.V. and Herskowitz I., 1989 , Breeden L. and Nasmyth K., 1987 ], белки, обеспечивающие регуляцию клеточной дифференциации в онтогенезе дрозофилы [ Artavanis-Tsakonas S., 1988 , Johansen K.M. et al., 1989 ], белковые факторы, регулирующие транскрипцию у млекопитающих [ Black V. et al., 1992 , Baeuerle P.A. and Baltimore D., 1988 ], альфа-латротоксин из яда паука "черная вдова", К-канал растений [ Bennett V., 1992 , Peters L. and Lux S.E., 1993 ].

В общих чертах анкириновый повтор выглядит следующим образом: -X-Gly-X-Thr-Pro-Leu-His-X-Ala-Ala-X-X-Gly-His-X-X-X-Val/Ala-X-X-Leu- Leu-X-X-Gly-Ala-X-X-Asn/Asp-X-X-X-X- [ Lux S.E. et al., 1990 , Otto E. et al., 1991 ]. Пятнадцать аминокислот в анкириновом повторе высококонсервативны, а остальные варьируют в разных повторах и разных изоформах анкирина [ Peters L. and Lux S.E., 1993 ]. По-видимому, именно вариабельные аминокислотные остатки в повторах обеспечивают специфические взаимодействия с белками, образующими комплексы с анкирином. Принято считать, что анкириновые повторы сформировались в ходе эволюции как универсальный модуль, обеспечивающий взаимодействия между белками, а также между белками и нуклеиновыми кислотами [ Peters L. and Lux S.E., 1993 , Thompson C.C. et al., 1991 , Zhang Z. et al., 1998 ].

Анкириновый повтор имеет L-образную форму и состоит из двух альфа- спиралей, между которыми расположена бета-шпилька [ Gorina S. and Pavletich N.P., 1996 ]. Множественные повторы создают структуру, внутри которой расположены альфа-спирали, образующие ядро, которое стабилизируется за счет спираль- спиральных взаимодействий. Снаружи расположены шпильки, сформированные бета-структурами, которые создают потенциальные поверхности для взаимодействий с другими белками ( рис. 3 ). Плоскости бета-слоев расположены перпендикулярно по отношению к альфа-спиралям, в результате чего бета-шпильки экспонированы преимущественно в растворитель. Вся структура стабилизируется протяженными антипараллельными бета-слоями, образованными между соседними повторами, а также гидрофобными связями как внутри одного, так и между разными повторами. Уникальной чертой этой структуры является гирлянда потенциальных участков связывания, образованная выступающими концами бета-шпилек. Эти участки анкириновых повторов наименее консервативны, что делает их (подобно антигенным детерминантам в антителах) наиболее вероятными участниками специфического взаимодействия с различными белками [ Zhang Z. et al., 1998 ].

Ссылки: