Os motivos Walker (ou de Walker) son motivos presentes en certas proteínas, dos que hai dous tipos: A e B. Os motivos Walker A (ou bucle P) e Walker B son motivos de secuencia de proteínas, que teñen estruturas tridimensionais altamente conservadas. Informouse deles por primeira vez nas proteínas que se unen ao ATP nun artigo de J. E. Walker e colaboradores en 1982.[1]
Dos dous motivos, o motivo A é o principal "bucle P" responsable da unión ao fosfato, mentres que o motivo B é unha rexión augas abaixo moito menos conservada. O bucle P é ben coñecido pola súa presenza nas proteínas que se unen ao ATP e GTP e tamén se atopa en diversas proteínas con substratosfosforilados. As principais liñaxes son:[2][3][4][5]
O motivo Walker A, tamén chamado bucle Walker, bucle P ou bucle de unión ao fosfato, é un motivo de proteínas que está asociado coa unión ao fosfato. O motivo ten un padrón G-x(4)-GK-[TS], onde G, K, T e S denotan residuos de glicina, lisina, treonina e serina, respectivamente, e x significa calquera aminoácido. Está presente en moitas proteínas que utilizan ATP ou GTP; o que se une é o fosfato β dos nucleótidos. O residuo de lisina (K) no motivo Walker A, xunto cos átomos NH da cadea principal, son cruciais para a unión do nucleótido.[6] É un bucle rico en glicina precedido por unha febra beta e seguido dunha hélice alfa; estas características son tipicamente partes dun dominio α/β con catro febras formando un sándwich entre dúas hélices a cada lado. Os grupos fosfato do nucleótido están tamén coordinados a un catión divalente como o magnesio, calcio ou o ión manganeso(II).[7]
A parte da lisina conservada, unha característica do bucle P usada na unión ao fosfato, é un composto de niño LRLR[8] que comprende os catro residuos xxGK, como se indicou antes, cuxos átomos da cadea principal forman unha concavidade do tamaño do fosfato cos grupos NH apuntando cara a dentro. O hexapéptido sintético SGAGKT [9] únese fortemente ao fosfato inorgánico; xa que dito péptido curto non forma unha hélice alfa; isto suxire que é o niño, en vez do N-terminal da hélice, a principal característica para a unión ao fosfato.
Despois da hidrólise do nucleótido o bucle non cambia significativamente a conformación da proteína, pero permanece unido aos restantes grupos fosfato. O motivo Walker A causa cambios estruturais, segundo o modelo de axuste inducido da unión do ecima.
Pregamentos similares
As PTPs (proteína tirosina fosfatases) que catalizan a hidrólise dun fosfato inorgánico dun residuo de fosfotirosina (o inverso dunha reacción de tirosina quinase) contén un motivo que se prega formando unha estrutura similar ao bucle P cunha arxinina no sitio da lisina conservada. A secuencia conservada deste motivo é C-x(5)-R-[ST], onde C e R denotan residuos de cisteína e arxinina, respectivamente.[10]
O bucle A (residuo aromático que interacciona co anel de adenina do ATP) está formado polos aminoácidos aromáticos conservados, eenciais para a unión do ATP, situados aproximadamente 25 aminoácidos augas arriba do motivo Walker A nalgunhas proteínas de bucle P.[11]
Motivo Walker B
O motivo Walker B é un motivo presente na maioría das prroteínas de bule P situadas bastante augas abaixo do motivo A. A secuencia consenso da que se informou inicialmente para este motivo é [RK]-x(3)-G-x(3)-LhhhD, onde R, K, G, L e D significan residuos de arxinina, lisina, glicina, leucina e ácido aspártico, respectivamente, x representa calquera dos 20 aminoácidos estándar e h denota un aminoácido hidrófobo.[1] Este motivo foi cambiado a hhhhDE, onde E denota un residuo de glutamato.[6] O aspartato e o glutamato tamén forman parte dos motivos DEAD/DEAH que se encontra en helicases. O residuo de aspartato coordina ións magnesio e o glutamato é esencial para a hidrólise do ATP.[6]
Hai unha considerable variabilidade na secuencia deste motivo, e as únicas características invariables son un residuo cargado negativamente seguido dun tramo de aminoácidos voluminosos hidrófobos.[12]
↑Saraste M, Sibbald PR, Wittinghofer A (novembro de 1990). "The P-loop--a common motif in ATP- and GTP-binding proteins". Trends in Biochemical Sciences15 (11): 430–4. PMID2126155. doi:10.1016/0968-0004(90)90281-f.
↑ 6,06,16,2Hanson PI, Whiteheart SW (xullo de 2005). "AAA+ proteins: have engine, will work". Nature Reviews. Molecular Cell Biology6 (7): 519–29. PMID16072036. doi:10.1038/nrm1684.
↑Watson JD, Milner-White EJ (xaneiro de 2002). "A novel main-chain anion-binding site in proteins: the nest. A particular combination of phi,psi values in successive residues gives rise to anion-binding sites that occur commonly and are found often at functionally important regions". Journal of Molecular Biology315 (2): 171–82. PMID11779237. doi:10.1006/jmbi.2001.5227.
↑Bianchi A, Giorgi C, Ruzza P, Toniolo C, Milner-White EJ (maio de 2012). "A synthetic hexapeptide designed to resemble a proteinaceous P-loop nest is shown to bind inorganic phosphate". Proteins80 (5): 1418–24. PMID22275093. doi:10.1002/prot.24038.
↑Zhang M, Stauffacher CV, Lin D, Van Etten RL (agosto de 1998). "Crystal structure of a human low molecular weight phosphotyrosyl phosphatase. Implications for substrate specificity". The Journal of Biological Chemistry273 (34): 21714–20. PMID9705307. doi:10.1074/jbc.273.34.21714.
↑Ambudkar SV, Kim IW, Xia D, Sauna ZE (febreiro de 2006). "The A-loop, a novel conserved aromatic acid subdomain upstream of the Walker A motif in ABC transporters, is critical for ATP binding". FEBS Letters580 (4): 1049–55. PMID16412422. doi:10.1016/j.febslet.2005.12.051.