SMC-protein
SMC-komplex representerar en stor familj av ATPaser som deltar i många aspekter av högre ordningens kromosomorganisation och dynamik. SMC står för Structural Maintenance of Chromosomes .
Klassificering
Eukaryota SMC
Eukaryoter har minst sex SMC-proteiner i individuella organismer, och de bildar tre distinkta heterodimerer med specialiserade funktioner:
- Ett par av SMC1 och SMC3 utgör kärnsubenheterna i kohesinkomplexen som är involverade i systerkromatidkohesion .
- På samma sätt fungerar ett par SMC2 och SMC4 som kärnan i kondensinkomplexen som är inblandade i kromosomkondensation .
- En dimer som består av SMC5 och SMC6 fungerar som en del av ett ännu inte namngivet komplex som är inblandat i DNA-reparation och kontrollpunktssvar.
Varje komplex innehåller en distinkt uppsättning icke-SMC-regulatoriska subenheter. Vissa organismer har varianter av SMC-proteiner. Till exempel har däggdjur en meiosspecifik variant av SMC1, känd som SMC1β. Nematoden Caenorhabditis elegans har en SMC4-variant som har en specialiserad roll i doskompensation .
| underfamilj | komplex | S. cerevisiae | S. pombe | C. elegans | D. melanogaster | ryggradsdjur |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SMCla | kohesin | Smc1 | Psm1 | SMC-1 | DmSmc1 | SMCla |
| SMC2 | kondensin | Smc2 | Klipp14 | MIX-1 | DmSmc2 | CAP-E/SMC2 |
| SMC3 | kohesin | Smc3 | Psm3 | SMC-3 | DmSmc3 | SMC3 |
| SMC4 | kondensin | Smc4 | Klipp 3 | SMC-4 | DmSmc4 | CAP-C/SMC4 |
| SMC5 | SMC5-6 | Smc5 | Smc5 | C27A2.1 | CG32438 | SMC5 |
| SMC6 | SMC5-6 | Smc6 | Smc6/Rad18 | C23H4.6, F54D5.14 | CG5524 | SMC6 |
| SMC1β | cohesin (meiotisk) | - | - | - | - | SMC1β |
| SMC4 variant | doskompensationskomplex | - | - | DPY-27 | - | - |
Prokaryota SMC
SMC-proteiner konserveras från bakterier till människor. De flesta bakterier har ett enda SMC-protein i enskilda arter som bildar en homodimer. I en underklass av gramnegativa bakterier, inklusive Escherichia coli , spelar ett avlägset besläktat protein känt som MukB en motsvarande roll.
Molekylär struktur
.png)
Primär struktur
SMC-proteiner är 1 000-1 500 aminosyror långa. De har en modulär struktur som är sammansatt av följande domäner:
- Walker Ett ATP-bindande motiv
- coiled-coil region I
- gångjärnsregion
- lindad spolregion II
- Walker B ATP-bindande motiv; signaturmotiv
Sekundär och tertiär struktur
SMC-dimerer bildar en V-formad molekyl med två långa spiralformade armar. För att göra en sådan unik struktur, är en SMC-protomer självviks genom anti-parallella spiralformade interaktioner, vilket bildar en stavformad molekyl. I ena änden av molekylen bildar de N-terminala och C-terminala domänerna en ATP -bindande domän. Den andra änden kallas en gångjärnsdomän. Två protomerer dimeriserar sedan genom sina gångjärnsdomäner och sätter ihop en V-formad dimer. Längden på de spiralformade armarna är ~50 nm långa. Sådana långa "antiparallella" lindade spolar är mycket sällsynta och finns bara bland SMC-proteiner (och deras släktingar som Rad50). Den ATP-bindande domänen av SMC-proteiner är strukturellt relaterad till den för ABC-transportörer , en stor familj av transmembranproteiner som aktivt transporterar små molekyler över cellulära membran. Man tror att cykeln av ATP-bindning och hydrolys modulerar cykeln för stängning och öppning av den V-formade molekylen. Ändå återstår de detaljerade verkningsmekanismerna för SMC-proteiner att fastställa.
Gener
Följande mänskliga gener kodar för SMC-proteiner:
