1. Описание семейства доменов BTK motif
Изучаемый в данной работе мотив назван в честь тирозинкиназы Брутона (Btk) - цитоплазматической нерецепторной тирозинкиназы, являющейся ключевым компонентом сигнального пути, активируемого B-клеточным рецептором (BCR) фосфорилируя другие белки и запуская downstream сигнальные пути (рис. 1b), такие как:
• PLCγ (фосфолипаза Cγ)
• MAPK (митоген-активируемые протеинкиназы)
• NF-κB (ядерный фактор каппа-би)
Что касается изучаемого мотива, то связывание BTK мотива с PIP3 (фосфатидилинозитол-3,4,5-трифосфатом) обеспечивает транслокацию киназы из цитоплазмы к плазматической мембране для фосфорилирования следующих белков в сигнальном каскаде.
Мутации в гене, кодирующем Btk, приводят к X-сцепленной агаммаглобулинемии (XLA), тяжелому иммунодефицитному заболеванию, характеризующемуся отсутствием зрелых B-клеток и низким уровнем антител в крови. Ингибиторы Btk, такие как ибрутиниб, селективно блокируют активность Btk, что приводит к гибели опухолевых B-клеток.
Обобщение информации из базы Pfam по Btk домену представлено в таблице:
| Таблица | Информация | Комментарии |
|---|---|---|
| AC pfam | PF00779 | |
| ID pfam | BTK motif | |
| #SEED | 55 | full alignment: 6073 |
| #All | 8k(8000) | |
| #SW | 23 | |
| #architectures | 95 | Btk является членом семейства Tec тирозинкиназ (PTK). Эти киназы содержат консервативный Tec-гомологичный (TH) домен между N-концевым плекстриновым гомологичным (PH) доменом и Src-гомологичным 3 (SH3) доменом. N-концевая часть TH-домена высоко консервативна и известна как Btf-мотив, в то время как C-концевая область TH-домена содержит пролин-богатую область (PRR) и обычно участвует в белок-белковых взаимодействиях, включая взаимодействия с G-белками (рис. 1а). Полный TH-домен, содержащий как Btk-мотив, так и PRR, не был обнаружен за пределами семейства Tec; однако Btk-мотив сам по себе встречается в других белках, обычно расположенных с C-конца по отношению к PH-домену. |
| #3D | 18 | Основная функция Btk-мотива - связывание иона цинка (Zn2+). Консервативные цистеины (Cys) и гистидин (His) в мотиве координируют ион цинка, образуя структуру, известную как "цинковый палец". |
| Taxonomy | Изучаемый домен встречается больше среди Хордовых (7k), среди Первичноротых - у Линяющих (594) и у Спиральных (198). Примечательно, что домен встречается у бактерий (Pseudomonadota), среди Красных, Гаптофитовых. Криптофитовых, Бурых водорослей, дикариомицетов и оомицетов. | |
| #eukaryota | 8324 | |
| #archaea | 0 | |
| #bacteria | 2 |
2. Карта локального сходства двух белков, содержащих Btk домен
Для построения карты локального сходства были выбраны 2 белка человека с различной доменной архитектурой: Tyrosine-protein kinase ITK/TSK (Uniprot AC: Q08881) и Ras GTPase-activating protein 4 (Uniprot AC: O43374). Общая информация представлена в таблице 2:
| Таблица | Название домена/белка | AC домена/белка |
|---|---|---|
| Доменная архитектура 1 | PH BTK SH3_1 SH2 PK_Tyr_Ser-Thr |
PF00169 - PF00779 - PF00018 - PF00017 - PF07714 |
| Белок с архитектурой 1 | Tyrosine-protein kinase ITK/TSK | Q08881 |
| Доменная архитектура 2 | C2 RasGAP PH BTK |
PF00168 - PF00168 - PF00616 - PF00169 - PF00779 |
| Белок с архитектурой 2 | Ras GTPase-activating protein 4 | O43374 |
Карта локального сходства (рис. 2) отображает сходство только на участке ~10-140 белка Q08881 и ~570-700 белка O43374, на остальных участках выравнивания нет. Это соотносится со схемой доменных архитектур (рис. 3) рассматриваемых белков с базы Pfam и подтверждает, Btk-мотив встречается в белках с разной доменной архитектурой и обычно расположен с C-конца по отношению к PH-домену.
