domini pdz
Post on 15-Jan-2016
61 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Domini PDZ
Irene Mademont-Soler; Clara Panosa-Roqueta; Clara Serra-Juhé; Eva Torner-Bosch; Irene Valenzuela-Palafoll
1. Introducció
2. Llinatge
2.1 Estudi de les famílies
2.2 Estudi de la superfamília
3. Interacció amb el lligand
3.1 Classes d’interaccions
3.2 Interacció carboxi-terminal
3.3 Interacció -hairpin finger
4. Interacció amb altres dominis
5. Exemple de PSD 95
Índex
1. Introducció
- Dominis de 90 aminoàcids aproximadament
- Mòduls d’interacció proteïna-proteïna
- Reconeixen seqüències petites d’aminoàcids (entre 3 i 5 aa)
- Dominis proteics més freqüents en el genoma d’organismes eucariotes multicel·lulars.
- 400 dominis PDZ diferents identificats al genoma humà.
- PDZ canònic format per:
6 cadenes (A-F)
2 hèlixs (A-B)
- Les 6 cadenes formen un barril parcialment obert
- Les dues -hèlix fan capping
- Extrems amino i carboxi terminal espacialment propers
1. Introducció
1
2 63
4
5
1
2
Capping
1. Introducció
CASK/Lin-2 SyntrophinSynteninScribbleZaspAlpha-actinin-2 associated LIM HarmoninRhophilin
Membrane associated guanylate kinase KIAA
Domini PDZ
Nitric oxide synthasePhosphataseNa/H exchanger regulatory factorInadGRIBErbinSynapse-associated proteinSegment polarity proteinShankPSD-95ProteaseInterleukin
1. Introducció
2. Llinatge
2.1 Estudi de les famílies
2.2 Estudi de la superfamília
3. Interacció amb el lligand
3.1 Interacció carboxi-terminal
3.2 Interacció -hairpin finger
4. Interacció amb altres dominis
5. Exemple de PSD 95
2. Llinatge
• Classe: tot beta
• Fold: PDZ domain-like
• Superfamília: PDZ domain-like
• Famílies:
1) PDZ domain (25)
2) Tail specific protesase PDZ domain (2)
3) HtrA-like serine proteases (2)
4) Interleukin 16 (1)
2. Llinatge
2. Llinatge
Homo sapiens
Mus musculus
Rattus norvegicus
Xenopus laevis
Espècies
Drosophila melanogaster
Escherichia coli
Scenedesmus obliauus
Thermoplasma acidophilum
- Motiu conservat: K/R-X-X-X-G--G-.
- La segona G és conservada en tota la superfamília.
- Una Arg/Lys molt conservada.
2. Llinatge: família 1
Alineament de seqüència
ALINIAMENT AMB UNA CONSERVACIÓ IMPORTANT
2. Llinatge: família 1
Alineament d’estructura
2. Llinatge: família 1
RXXXGLGF
PROPERS AL LLIGAND IMPORTANTS PER L’ESTRUCTURA
Els gaps no els trobem a les hèlix- ni a les cadenes
2. Llinatge: família 1
HEQAAIALKN
RMSD: 0.73
2. Llinatge: família 1
Família 1 25 prot.
6 proteïnes
1BFE 1UM7
1G9O 1IU0
1GM1 1N7E
RMSD: 0.73
Més d’un domini en una mateixa cadena
Modificació dels fitxers PDB (segons SCOP)
Residus del domini PDZ
- 1fc9: 157-248
- 1k32: 763-853
1FC9
1K32
2. Llinatge: família 2
-1fc9: Scenedesmus obliquus
-1k32: Thermoplasma acidophilum
Alineament de seqüència
Alineament d’estructura
1fc9a AGSVTGVGLEITYDGGSGKDVVVLTPA--------PGGPAEK-AGARAGDVIVTVDGTAV1k32a ----GRIACDFKL---DGDHYVVAKAYAGDYSNEGEKSPIFEYGIDPTGYLIEDIDGETV
1fc9a K-GLSLYDVSDLL-QGEADSQVEVVLHAPGAPSNTRTLQLTRQ-1k32a GAGS---NIYRVLSEKA-GTSARIRLSG-K-GGDKRDLMIDILD
2. Llinatge: família 2
RMSD: 1.56
2. Llinatge: família 2
RMSD: 1.56 RMSD: 1.56
RMSD: 1.56
2. Llinatge: família 2
RMSD: 1.56
AMINOÀCIDS HIDROFÒBICS IMPORTANTS PEL PLEGAMENT EN
ESTRUCTURA TERCIÀRIA
Més d’un domini en una mateixa cadena
Realització d’un STAMP avançat
1LCY
1VCW
2. Llinatge: família 3
1LCY: H. sapiens
1VCW: E. coli
Alineament de seqüència
Alineament d’estructura
1lcya -RRYIGVMMLTLSPSILAELQLREPSFPDVQHGVLIH-KVILGSPAHRAGLRPGDVILAI 1vcwa IRGYIG-IGGR---------------------GIVVNEVSP-DGPAANAGIQVNDLIISV
1lcya GEQMVQNAEDVYEAVRTQ---SQLAVQIRRGRETLTLYVTPE-VTE 1vcwa DNKPAISALETMDQVAEIRPGSVIPVV-----VQLTLQVTIQEYPA
2. Llinatge: família 3
1LCY: H.sapiens
1VCW: E.coli
2. Llinatge: família 3
RMSD:1,26RMSD:1,26 RMSD:1,26
2. Llinatge: família 3
AMINOÀCIDS HIDROFÒBICS IMPORTANTS PEL PLEGAMENT EN
ESTRUCTURA TERCIÀRIA
1i16 (H.sapiens): estructura amb RMN
2. Llinatge: família 4
Alineament de seqüència
Alineament d’estructura1fc9a ----------------------------------AGSV-TGVGLEITY---DGG------1lcya -------------------------------------R-RYIGVMMLTLSPSILAELQLR1bfea ------------------------DIPREPRRIVIHRGSTGLGFNIIGGE----------1i16 MPDLNSSTDSAASASAASDVSVESTAEATVCTVTLEKMSAGLGFSLEGGK----------
1fc9a ---------SGKDVVVLTPAPGGPA-E---KAGARAGDVIVTVDGTAVKGL----SLYDV1lcya EPSFP---DVQHGVLIHKVILGSPA-H---RAGLRPGDVILAIGEQM-V-Q----NAEDV1bfea ---------DGEGIFISFILAGGPAD-L--SGELRKGDQILSVNGVDLRNASHEQAAIAL1i16 -----GSLHGDKPLTINRI-FKG--AASEQSETVQPGDEILQLGGTAMQGLTRFEAWNII
1fc9a SDLLQGEADSQVEVVLHAPG----------APSNTRTLQLTRQ---1lcya YEAVRT--QSQLAVQIRR-G-----------R-ETLTLYVTPEVTE1bfea KN--A-G--QTVTIIAQYKPEEYSRFEANSRVNSSGR-IVTN----1i16 KA--L-P-DGPVTIVIRRKSL----------QS-KE-TTAAGDS--
2. Llinatge: superfamília
2. Llinatge: superfamília
RMSD: 1,05
2. Llinatge: superfamília
1. Introducció
2. Llinatge
2.1 Estudi de les famílies
2.2 Estudi de la superfamília
3. Interacció amb el lligand
3.1 Classes d’interaccions
3.2 Interacció carboxi-terminal
3.3 Interacció -hairpin finger
4. Interacció amb altres dominis
5. Exemple de PSD 95
3. Interacció amb el lligand
- Ampli rang d’unions PDZ-lligand dins la superfamília
però…
- Un PDZ concret només s’unirà a un nombre limitat de lligands. Per què?
- Especificitat conferida per les seqüències.
- Diferent localització de PDZ i lligands (regulació espacial)
3. Interacció amb el lligand
3. Interacció amb el lligand
B B
A • Solc format entre la cadena B i l’hèlix B
•En el solc hi troben el “carboxylate binding loop” (connecta A i B)
B B
A
Regulació per fosforilació
Fosforilació de Ser, Thr o Tyr
- Prevenció de la unió
- Reversió de la unió ja feta
3. Interacció amb el lligand
3.1 Interaccions PDZ - lligand
Classe Motiu que reconeix
Proteïna PDZ
I -X-S/TPDZ3 PSD-95 (1BFE i 1BE9)
PDZ1 PSD95 (1IU0)
PDZ2 PTP-BL (1GM1)
Synapsis associated protein 102 (1UM7)
II -X- PDZ LIN-2 (1KWA)
PDZ6 GRIP1 (1N7E)
PDZ ERBIN (1MFG)
III -X-E/DPDZ RSG1 (1UM1)
PDZ nNOS (1QAU i 1B8Q)
3.1 Interaccions PDZ - lligand
Característiques comunes del domini PDZ en les diferents classes:
Seqüència conservada G--G-
Butxaca hidrofòbica (interacció amb residu hidrofòbic del pèptid)
Classe I:
3.1 Interaccions PDZ - lligand - X - S/T
1be9
3.1 Interaccions PDZ - lligand
Intervé en la butxaca hidrofòbica I
Motiu G- - G-
His conservada
- X - S/T
3.1 Interaccions PDZ - lligand
Glicines altament conservades
Butxaca hidrofòbica I conservada en tots els PDZ
Histidina
conservada en la classe I
RMS = 1,05
Classe II:
3.1 Interaccions PDZ - lligand - X -
3.1 Interaccions PDZ - lligand
Motiu - G-
Butxaca 2: Val/Leu- Ile/Phe
Butxaca 1: Met/Leu- Ile/Phe – Leu/Ile- Leu
- X -
3.1 Interaccions PDZ - lligand
Butxaca 2
Butxaca 1Glicina
RMS = 1,12
3.1 Interaccions PDZ - lligand
Residu B1
Interacció Val - (pèptid)
- X -
3.1 Interaccions PDZ - lligand
Butxaca hidrofòbica- Valina 1255 Valina 1351- Valina 1253
- X - 1MFG
3.1 Interaccions PDZ - lligand
Interacció
• Val1253- (pèptid))
• Desplaçament de l’esquelet peptídic
• No interacció His
• Interacció classeI i classeII
3.1 Interaccions PDZ - lligand - X - D/E 1B8QClasse III:
3.1 Interaccions PDZ - lligand
Motiu G- - G-
Tyr conservada
Arg conservada
Butxaca hidrofòbica Leu – Phe/Met – Ile/Leu
3.1 Interaccions PDZ - lligand
Tyr
Arg
Butxaca hidrofòbica
RMS = 1,39
Interacció carboxi-terminal
Interacció amb el lligand
Tipus cap i cua
Interacció per motiu intern: -hairpin finger
3.2. Interacció amb el lligand
PDZ de classe I
PDZ domain-binding motif - X -Thr/ser
1be9
3.2. Interacció carboxi-terminal
A) Interaccions: estabilització i augment d’afinitat
1be9
3.2. Interacció carboxi-terminal
“Carboxylate binding loop”
B) Interaccions: especificitat
1be9
3.2. Interacció carboxi-terminal
B) Interaccions: especificitat
1be9
3.2. Interacció carboxi-terminal
B) Interaccions: especificitatButxaca hidrofòbica
1be9
3.2. Interacció carboxi-terminal
RMSD = 0.64PDZ unit a pèptid (1be9)
PDZ lliure (1bfe)
3.2. Interacció carboxi-terminal
Interacció carboxi-terminal
Interacció amb el lligand
Tipus cap i cua
3.3. Interacció -hairpin finger
Interacció per motiu intern: -hairpin finger
SintropinanNOS
1QAV
3.3. Interacció -hairpin finger
nNOS
1QAV
3.3. Interacció -hairpin finger
Es forma una nova fulla
1QAV
3.3. Interacció -hairpin finger
Psedo-peptide motif
1QAV
3.3. Interacció -hairpin finger
El grup carboxi-terminal no és un requeriment necessari pel reconeixement.
Bloc estèric
1QAV
3.3. Interacció -hairpin finger
1QAV
3.3. Interacció -hairpin finger
Estabilització del -hairpin finger:
- enllaç iònic
- regió hidrofòbica
1QAV
3.3. Interacció -hairpin finger
Estabilització del -hairpin finger:
- enllaç iònic
- regió hidrofòbica
1QAV
3.3. Interacció -hairpin finger
A) Interaccions: estabilització i augment d’afinitat
1QAV
3.3. Interacció -hairpin finger
F/I (94)
I
3.3. Interacció -hairpin finger
B) Interaccions: especificitat
1QAV
3.3. Interacció -hairpin finger
L - G - F/I (92) (93) (94)
I
K (86)
T/S (86)
H (142)
T (152)
3.3. Interacció -hairpin finger
B) Interaccions: especificitat
1QAV
3.3. Interacció -hairpin finger
L - G - F/I (92) (93) (94)
I
K (86)
T/S (109)
H (142)
T (152)
S (95)
H- E/D (142)(143)
N (102)
3.3. Interacció -hairpin finger
B) Interaccions: especificitat
1QAV
3.3. Interacció -hairpin finger
L - G - F/I (92) (93) (94)
I
K (86)
T/S (109)
H (142)
T (152)
S (95)
H- E/D (142)(143)
N (102)
L (149)
3.3. Interacció -hairpin finger
RMSD: 0.40
nNOS unit a sintropina (1QAV)
nNOS lliure (1QAU)
3.3. Interacció -hairpin finger
1. Introducció
2. Llinatge
2.1 Estudi de les famílies
2.2 Estudi de la superfamília
3. Interacció amb el lligand
3.1 Classes d’interaccions
3.2 Interacció carboxi-terminal
3.3 Interacció -hairpin finger
4. Interacció amb altres dominis
5. Exemple de PSD 95
4. Interacció amb altres dominis
Domini
PDZ
Per hidrofobicitat
Per butxaca hidrofòbica
Per cadenes
antitipara·leles
RGS-3
AmiloideBP
InaD
GRIP-1
Cdc-42
Shank
MPDZ
Cask/Lin2
4. Interacció amb altres dominis
4.1. RGS-3
Dos dominis PDZ
Dues cadenes diferents
Interaccions hidrofòbiques entre loops
Interaccions hidrofòbiques dels extrems N-terminal i C-terminal
4.1. RGS-3
Dos dominis PDZ
Una sola cadena
4.2. Amiloide BP
Interaccions hidrofòbiques entre loops
4.2. Amiloide BP
Domini
PDZ
Per hidrofobicitat
Per butxaca hidrofòbica
Per cadenes
antitipara·leles
RGS-3
AmiloideBP
InaD
GRIP-1
Cdc-42
Shank
MPDZ
Cask/Lin2
4.3. Interacció amb altres dominis
Tres dominis PDZ
Tres cadenes diferents
4.3. MPDZ
4.3. MPDZ
Coincideix amb la CLASSE1
4.3. MPDZ
Domini
PDZ
Per hidrofobicitat
Per butxaca hidrofòbica
Per cadenes
antitipara·leles
RGS-3
AmiloideBP
InaD
GRIP-1
Cdc-42
Shank
MPDZ
Cask/Lin2
4.4. Interacció amb altres dominis
Dos dominis PDZ
Dues cadenes diferents
Interacció cadenes antiparal·leles
4.4. GRIP1
4.4. GRIP1
VAL 673
4.4. GRIP1
Interacció domini PDZ – proteïna G
4.5. cdc 42
1. Introducció
2. Llinatge
2.1 Estudi de les famílies
2.2 Estudi de la superfamília
3. Interacció amb el lligand
3.1 Classes d’interaccions
3.2 Interacció carboxi-terminal
3.3 Interacció -hairpin finger
4. Interacció amb altres dominis
5. Exemple de PSD 95
5. Exemple de PSD-95
La concentració de Rc AMPA i NMDA en les sinapsis en el SNC és essencial per la transmissió excitatòria
sinàptica eficient.
5. Exemple de PSD-95
La interacció entre aquests Rc i proteïnes sinàptiques és crucial per la concentraicó d’aquests Rc a la sinpasis.
INTERACCIÓ MEDIADA PER PDZ
PSD 95 GRIP
AJUDEN A FORMAR GRANS COMPLEXES
MACROMOLECULARS IMPORTANTS PER
LA PLASTICITAT NEURONAL
5. Exemple de PSD-95
5. Exemple de PSD-95
1. El lligand del domini PDZ interacciona amb el domini per:a) L’extrem N-terminal del lligand
b) L’extrem C-terminal del lligand
c) Per una regió interna del lligand
d) A i C són correctes
e) B i C són correctes
2. Segons SCOP el domini PDZ pertany a la classe:a) Totb) Tot c) + d) / e) La complexitat del domini fa impossible classificar-lo en alguna d’aquestes
categories
3. Pel que fa a la filogènia del fold domini PDZ podem dir que:a) Està format per una superfamília i cinc famílies
b) Està format per una superfamília amb 4 famílies
c) Està format per dues superfamílies amb 4 famílies cada una
d) Està format per 3 famílies
e) Cap de les anteriors és certa
4. La seqüència consens dels lligands de classe I és ( = aa hidrofòbic):a) X-S/T
b) Yc) E/D-X-S/T
d) X-A/D
e) Cap de les anteriors és certa
5. El domini PDZ interacciona amb altres dominis:
a) per enllaços electrostàtics
b) mitjançant aminoàcids hidrofòbics
c) per ponts d’hidrogen entre cadenes antiparal·leles
d) a i b són certes
e) b i c són certes
6. Pel que fa al domini PDZ és cert que:a) Està format per aproximadament 40 aminoàcids
b) La seva funció és mediar interaccions proteïna-proteïna
c) Degut a l’elevada conservació del domini, sempre s’uneix a un mateix motiu (G-R-E-V)
d) La seva funció és mediar interaccions proteïna-DNA
e) És un domini proteic tan sols present en procariotes
7. Pel que fa a l’estructura terciària del domini PDZ és fals que:a) Els extrems N-terminal i C-terminal es troben espaialment propers
b) L’estructura PDZ canònica està formada per 6 cadenes i 2 hèlixs c) L’estructura terciària correspon a un sandwich greek-key
d) Les dues hèlixs fan capping a l’estructura formada per les cadenes e) Segons la classificació de SCOP correspon a la classe tot
8. Pel que fa al domini PDZ és cert que:
a) La seqüència està més conservada que l’estructura.
b) Les interaccions iòniques són essencials per l’estabilització de l’estructura.
c) En el solc d’interacció amb el pèptid hi trobem almenys una butxaca hidrofòbica conservada.
d) Totes les anteriors són certes
e) Totes les anteriors són falses
9. En la superfamília PDZ hi ha una glicina altament conservada ja que:a) la càrrega positiva de la seva cadena lateral fa un enllaç iònic amb el glutàmic del pèptid.
b) la seva cadena lateral permet que no hi hagi impediment estèric en la interacció amb el pèptid.
c) les dues anteriors són certes.
d) no hi ha cap glicina altament conservada en la superfamília.
e) cap de les anteriors és certa.
10. Pel que fa una de les proteïnes que conté el domini PDZ (erbin), es cert que: a) Pot interaccionar amb pèptids de classe I gràcies a la presència d’una histidina
b) Pot intereccionar amb pèptids de la classe II gràcies a la presència d’una valina
c) A i b són certes
d) És dual perquè pot estar classificat en dues de les classes de les interaccions amb el lligand
e) Totes les aneriors són certes
1- Veient les interaccions de la imatge següent que s’estableixen entre l’extrem C-terminal del lligand i el domini PDZ, a quina estructura supersecundària et recorda?
El pèptid i la cadena del lloc d’interacció estan mimetitzant les interaccions per ponts d’hidrogen que s’estableixen entre les cadenes principals (els seus oxígens i nitrògens) de les diferents cadenes beta que formen la fulla beta. Per tant, podem concloure que les interaccions entre el pèptid i el domini permeten establir una continuïtat en la fulla beta ja present al domini.
2- Quina explicació donaries al fet d’observar una conservació important d’aminoàcids hidrofòbics al llarg de l’alineament (tant de seqüència com d’estructura), si aquests no estan implicats en la interacció al lligand?
Les interaccions hidrofòbiques són les més importants en el plegament en estructura terciària dels dominis. Tenint en compte que veiem aminoàcids hidrofòbics distribuïts en tota l’estructura proteica podem afirmar que aquests són importants pel plegament de l’estructura terciària.
Aquests aminoàcids hidrofòbics queden situats a l’interior de l’estructura del domini per tal d’evitar el seu contacte amb l’aigua.
3- Una de les maneres que té el PDZ d’interaccionar amb altres dominis és pel solc on s’uneix normalment el lligand. Quina funcionalitat té aquesta unió tenint en compte que impedeix la interacció amb el lligand?
En aquest cas, el PDZ que té el solc ocupat per un altre domini no es pot unir al lligand. La seva funció és fer de core (nucli) en un complex multiproteic: utilitza el lloc d’unió al lligand i altres possibles formes d’interacció amb altres dominis (com són les interaccions hidrofòbiques o la interacció per cadenes beta antiparal·leles) per tal de formar macrocomplexes i participar així en vies de senyalització cel·lulars.
El domini PDZ participa en interaccions proteïna-proteïna i, per tant, aquest és un exemple de la importància funcional d’aquest tipus d’interaccions i d’una de les possibles funcions biològiques del domini.
top related