The transactivation potential of HIV-1 Vpu was identified from the yeast two-hybrid screening process. The helix II domain of HIV-1 Vpu protein and mutant Vpu protein lacking the transmembrane domain exhibited transactivation of the LacZ and Leu2 reporter genes carrying LexA upstream activating sequences, but full-length HIV-1 Vpu and the helix I domain of HIV-1 Vpu did not. The helix II domain of HIV-1 Vpu consists of a number of acidic amino acids, and is especially rich in glutamic acid, a characteristic of many transcription factors. This result suggests that protein-protein interaction may occur through the acidic helix II domain of HIV-1 Vpu.
Hoxc, or the Homeobox C cluster, is a group of genes that play a crucial role in embryonic development, particularly in patterning the body along the anterior-posterior axis. These genes encode transcription factors, which are proteins that bind to DNA and regulate the expression of other genes. Hoxc9 is specifically involved in the development of the skeletal system, nervous system, and adipose tissue. Hoxc9 overexpression has been linked to the development of various cancers such as leukemia and breast cancer. Here, we assigned the chemical shifts Hoxc9 DNA binding domain (DBD) using heteronuclear NMR techniques. The helical regions of Hoxc9 DBD correspond to the residues T200 - F213 (Helix I), T218 - L229 (Helix II), and T232 - K249 (Helix III). Our result would be helpful for studing the molecular interactions of the Hoxc9 DBD and other proteins.
UBLCP1 is composed of Ubiquitin Like domain and RNA Polymerase II Phosphatase I domain. Phosphatase domain (25.9KDa) has been cloned into the E.coli using pET32a vector with TEV protease cleavage site and successfully purified as a monomer using affinity chromatography and histidine tag was cleaved with TEV protease for structural studies. Our results indicated that the Phosphatase domain showed well-defined folded structure based on data from one-dimensional and two-dimensional NMR spectroscopy. Data form circular dichroism also suggested that Phosphatase domain consisted of both ${\alpha}$ -helix and ${\beta}$ -sheet. This information will be used for detailed structural study of UBLCP1.
Kim, Hai-Young;Shin, Joon;Shin, Young-Kee;Park, Seong-Hoe;Lee, Weon-Tae
한국자기공명학회논문지
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제7권1호
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pp.37-45
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2003
Human CD99 is a ubiquitous 32-kDa transmembrane protein encoded by mic2 gene. Recently it has been reported that expression of a splice variant of CD99 transmembrane protein (Type I and Type II) increases invasive ability of human breast cancer cells. To understand structural basis for cellular functions of CD99 Type II, we have initiated studies on hCD99$\^$TMcytoI/ using circular dichroism (CD) and multi-dimensional NMR spectroscopy. CD spectrum of hCD99$\^$TMytoI/ in the presence of 200mM DPC and CHAPS displayed an existence ${\alpha}$-helical conformation, showing that it could form an ${\alpha}$-helix under membrane environments. In addition, we have found that the cytoplasmic domain of CD99 would form symmetric dimmer in the presence of transmembrane domain. Although it has been rarely figured out the correlation between structure and functional mechanism of hCD99$\^$TMcytoI/, the dimerization or oligomerization would play an important role in its biological function.
To gain insight into the structure and function of repressor proteins of bacteriophages of gram-positive bacteria, repressor of temperate Staphylococcus aureus phage ${\phi}11$ was undertaken as a model system here and purified as an N-terminal histidine-tagged variant (His-CI) by affinity chromatography. A ~19 kDa protein copurified with intact His-CI (~ 30 kDa) at low level was resulted most possibly due to partial cleavage at its Ala-Gly site. At ~10 nM and higher concentrations, His-CI forms significant amount of dimers in solution. There are two repressor binding sites in ${\phi}11$ cI-cro intergenic region and binding to two sites occurs possibly by a cooperative manner. Two sites dissected by HincII digestion were designated operators $O_L$ and $O_R$, respectively. Equilibrium binding studies indicate that His-CI binds to $O_R$ with a little more strongly than $O_L$ and binding species is probably dimeric in nature. Interestingly His-CI binding affinity reduces drastically at elevated temperatures ($32-42^{\circ}C$). Both $O_L$ and $O_R$ harbor a nearly identical inverted repeat and studies show that ${\phi}11$ repressor binds to each repeat efficiently. Additional analyses indicate that ${\phi}11$ repressor, like $\lambda$ repressor, harbors an N-terminal domain and a C-terminal domain which are separated by a hinge region. Secondary structure of ${\phi}11$ CI even nearly resembles to that of $\lambda$ phage repressor though they differ at sequence level. The putative N-terminal HTH (helix-turn-helix) motif of ${\phi}11$ repressor belongs to the HTH -XRE-family of proteins and shows significant identity to the HTH motifs of some proteins of evolutionary distant organisms but not to HTH motifs of most S. aureus phage repressors.
Antifreeze proteins (AFPs) have ice binding affinity, depress freezing temperature and inhibit ice recystallization which protect cellular membranes in polar organisms. Recent structural studies of antifreeze proteins have significantly expanded our understanding of the structure-function relationship and ice crystal growth inhibition. Although AFPs (Type I-IV AFP from fish, insect AFP and Plant AFP) have completely different fold and no sequence homology, they share a common feature of their surface area for ice binding property. The conserved ice-binding sites are relatively flat and hydrophobic. For example, Type I AFP has an amphipathic, single ${\alpha}$-helix and has regularly spaced Thr-Ala residues which make direct interaction with oxygen atoms of ice crystals. Unlike Type I AFP, Type II and III AFP are compact globular proteins that contain a flat ice-binding patch on the surface. Type II and Type III AFP show a remarkable structural similarity with the sugar binding lectin protein and C-terminal domain of sialic acid synthase, respectively. Type IV is assumed to form a four-helix bundle which has sequence similarity with apolipoprotein. The results of our modeling suggest an ice-binding induced structural change of Type IV AFP. Insect AFP has ${\beta}$-helical structure with a regular array of Thr-X-Thr motif. Threonine residues of each Thr-X-Thr motif fit well into the ice crystal lattice and provide a good surface-surface complementarity. This review focuses on the structural characteristics and details of the ice-binding mechanism of antifreeze proteins.
PDZ domains bind to short segments within target proteins in a sequence-specific fashion. GRIP/ABP family proteins contain six to seven PDZ domains and interact via its sixth PDZ domain (class Ⅱ) with the C-termini of various proteins, including liprin-α. In addition the PDZ456 domain mediates the formation of homo- and heteromultimers of GRIP proteins. To better understand the structural basis of peptide recognition by a class Ⅱ PDZ domain and DZ-mediated multimerization, we determined the crystal structures of the GRIPI PDZ6 domain, alone and in complex with a synthetic C-terminal octapeptide of human liprin-α, at resolutions of 1.5 Å and 1.8 Å, respectively. Remarkably, unlike other class Ⅱ PDZ domains, Ile736 at αB5 rather than conserved Leu732 at αB1 makes a direct hydrophobic contact with the side chain of the Tyr at the -2 position of the ligand. Moreover, the peptide-bound structure of PDZ6 shows a slight reorientation of helix αB, indicating that the second hydrophobic pocket undergoes a conformational adaptation to accommodate the bulkiness of the Tyr's side chain, and forms an antiparallel dimer through an interface located at a site distal to the peptide-binding groove. This configuration may enable formation of GRIP multimers and efficient clustering of GRIP-binding proteins.
FOXL2는 winged-helix/forkhead(FH) 도메인 전사인자로서 FOXL2 유전자에 돌연변이가 발생할 경우 blepharophimosis-ptosis-epicanthus inversus syndrome이라 불리는 BPES 질병이 유발되게 된다. BPES는 상염색체 우성인 유전적 질환이다. BPES type I의 환자는 조기난소부전증(POF)과 안검하수 증상이 함께 나타나는 반면, BPES type II의 경우 안검하수 및 소안검 등 안면기형만이 유발된다. FOXL2 단백질이 결여된 난소에서 granulosa 세포의 분화가 멈추는 것으로 보아 FOXL2가 정상적인 난소의 folliculogenesis에 필수적인 역할을 하고 있음을 시사한다. 이전의 연구 결과에서, 본 연구진은 FOXL2와 상호작용하는 단백질에 대한 스크리닝을 통해 스테로이드 합성효소인 CYP19 전사활성에 영향을 미치는 steroidogenic factor-1(SF-1)을 동정하였다. 이번 연구를 통해 FOXL2가 CYP19의 전사를 향상시키고, SF-1에 의한 CYP19의 전사를 더욱 촉진시킨다는 것을 증명하였다. 이와 반대로, BPES 타입 I과 II에서 발견된 FOXL2의 돌연변이형들은 SF-1에 의해 증가된 CYP19의 전사활성을 향상시키는 능력이 감소함을 보여주었다. 본 실험을 통해 FOXL2 돌연변이에 의해 유발되어지는 BPES 질환의 병리생리학적인 이해에 대해 도움을 줄 수 있는 FOXL2의 야생형과 돌연변이형 사이의 서로 다른 기능적인 차이점을 규명하였다.
Kim, Hai-Young;Kim, Young-Mee;Joon Shin;Shin, Young-Kee;Park, Seong-Hoe;Lee, Weontae
한국생물물리학회:학술대회논문집
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한국생물물리학회 2003년도 정기총회 및 학술발표회
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pp.69-69
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2003
Human CD99 is a ubiquitous 32-kDa transmembrane protein encoded by the mic2 gene. The major cellular functions of CD99 protein are related to homotypic cell adhension, apoptosis, vesicular protein transport, and differentiation of thymocytes or T cells. Recently it has been reported that expression of a splice variant of CD99 transmembrane protein (Type I and Type II) increases invasive ability of human breast cancer cells. To understand structural basis for cellular functions of CD99 (Type I), we have initiated studies on hCD99$^{TMcytoI}$ and hCD99$^{cytoI}$ using circular dichroism (CD) and multi-dimensional NMR spectroscopy. CD spectrum of hCD99$^{TMcytoI}$ in the presence of 200mM DPC and CHAPS displayed an existence $\alpha$-helical conformation. The solution structure of hCD99$^{cytoI}$ determined by NMR is composed of one N-terminal $\alpha$-helix, $\alpha$A, two C-terminal short $\alpha$-helix segments, $\alpha$B and $\alpha$C. While $\alpha$A and $\alpha$B are connected by the long flexible loop, $\alpha$B and $\alpha$C connected by type III$\beta$-turn. Although it has been rarely figured out the correlation between structure and functional mechanism of hCD99$^{TMcytoI}$ and hCD99$^{cytoI}$, there is possibility of dimerization or oligomerization. In addition, the feasible mechanism of hCD99$^{cytoI}$ is that it could have intramolecular interaction between the N- and C- terminal domain through large flexible AB loop.
Three-dimensional (3D) models for the 65-kDa activated Cry4A and Cry4B $\delta$-endotoxins from Bacillus thuringiensis subsp. israelensis that are specifically toxic to mosquito-larvae were constructed by homology modeling, based on atomic coordinates of the Cry1Aa and Cry3Aa crystal structures. They were structurally similar to the known structures, both derived 3D models displayed a three-domain organization: the N-terminal domain (I) is a seven-helix bundle, while the middle and C-terminal domains are primarily comprise of anti-parallel $\beta$-sheets. Circular dichroism spectroscopy confirmed the secondary structural contents of the two homology-based Cry4 structures. A structural analysis of both Cry4 models revealed the following: (a) Residues Arg-235 and Arg-203 are located in the interhelical 5/6 loop within the domain I of Cry4A and Cry4B, respectively. Both are solvent exposed. This suggests that they are susceptible to tryptic cleavage. (b) The unique disulphide bond, together with a proline-rich region within the long loop connecting ${\alpha}4$ and ${\alpha}5$ of Cry4A, were identified. This implies their functional significance for membrane insertion. (c) Significant structural differences between both models were found within domain II that may reflect their different activity spectra. Structural insights from this molecular modeling study would therefore increase our understanding of the mechanic aspects of these two closely related mosquito-larvicidal proteins.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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