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Text File  |  1995-03-04  |  5.9 KB  |  116 lines
  1. *************************************
  2. * ABC transporters family signature *
  3. *************************************
  4.  
  5. On the  basis  of   sequence  similarities a    family of related  ATP-binding
  6. proteins has been characterized [1 to 5]. These proteins are associated with a
  7. variety of  distinct  biological processes in both prokaryotes and eukaryotes,
  8. but  a majority of them are involved in active  transport of small hydrophilic
  9. molecules  across  the  cytoplasmic  membrane.   All  these  proteins  share a
  10. conserved  domain of some two hundred  amino  acid residues, which includes an
  11. ATP-binding site.  These  proteins are collectively known as ABC transporters.
  12. Proteins known  to  belong  to  this  family  are listed below (references are
  13. only provided for recently determined sequences).
  14.  
  15. In prokaryotes:
  16.  
  17.  - Active  transport  systems components:   alkylphosphonate uptake(phnC/phnK/
  18.    phnL); arabinose   (araG);   arginine  (artP);  dipeptide  (dciAD);  ferric
  19.    enterobactin (fepC);  ferrichrome  (fhuC);  galactoside  (mglA);  glutamine
  20.    (glnQ); glycerol-3-phosphate   (ugpC);  glycine  betaine/L-proline  (proV);
  21.    histidine (hisP);  iron(III)  (sfuC),  iron(III)  dicitrate (fecE); lactose
  22.    (lacK); leucine/isoleucine/valine  (braF/braG;livF/livG);  maltose  (malK);
  23.    molybdenum (modC);  nickel (nikD/nikE); oligopeptide (amiE/amiF;oppD/oppF);
  24.    peptide (sapD/sapF);  phosphate (pstB);  putrescine (potG);  ribose (rbsA);
  25.    spermidine/putrescine (potA); sulfate (cysA); vitamin B12 (btuD).
  26.  
  27.  - Hemolysin/leukotoxin export proteins hlyB, cyaB and lktB.
  28.  - Colicin V export protein cvaB.
  29.  - Lactococcin export protein lcnC [6].
  30.  - Lantibiotic transport proteins nisT (nisin) and spaT (subtilin).
  31.  - Extracellular proteases B and C export protein prtD.
  32.  - Alkaline protease secretion protein aprD.
  33.  - Beta-(1,2)-glucan export proteins chvA and ndvA.
  34.  - Haemophilus influenzae capsule-polysaccharide export protein bexA.
  35.  - Cytochrome c biogenesis proteins cycV and helA.
  36.  - Polysialic acid transport protein kpsT.
  37.  - Cell division associated ftsE protein (function unknown).
  38.  - Copper processing protein nosF from Pseudomonas stutzeri.
  39.  - Nodulation protein nodI from Rhizobium (function unknown).
  40.  - Escehrichia coli proteins cydC and cydD.
  41.  - Subunit A of the ABC excision nuclease (gene uvrA).
  42.  - Erythromycin  resistance  protein  from  Staphylococcus  epidermidis  (gene
  43.    msrA).
  44.  - Tylosin resistance protein from Streptomyces fradiae (gene tlrC) [7].
  45.  - Heterocyst differentiation protein (gene hetA) from Anabaena.
  46.  - Protein P29 from Mycoplasma hyorhinis,  a  probable  component  of  a  high
  47.    affinity transport system.
  48.  - yhbG,  a  putative  protein whose gene is linked with ntrA in many bacteria
  49.    such as  Escherichia   coli,  Klebsiella  pneumoniae,  Pseudomonas  putida,
  50.    Rhizobium meliloti and Thiobacillus ferrooxidans.
  51.  - Escherichia coli hypothetical proteins yabJ, ybbA, ycjW, yddA, and yehX.
  52.  
  53. In eukaryotes:
  54.  
  55.  - The multidrug  transporters (Mdr)  (P-glycoprotein),  a  family  of closely
  56.    related proteins which extrude a wide variety of drugs out of the cell (for
  57.    a review see [8]).
  58.  - Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR),  which  is most
  59.    probably involved in the transport of chloride ions.
  60.  - Antigen  peptide  transporters  1  (TAP1,  PSF1,  RING4, HAM-1, mtp1) and 2
  61.    (TAP2, PSF2,  RING11, HAM-2, mtp2), which  are involved in the transport of
  62.    antigens from      the   cytoplasm  to  a  membrane-bound  compartment  for
  63.    association with MHC class I molecules.
  64.  - 70 Kd peroxisomal membrane protein (PMP70).
  65.  - ALDP, a peroxisomal protein involved in X-linked adrenoleukodystrophy [9].
  66.  - Drosophila  proteins  white  (w)  and brown (bw), which are involved in the
  67.    import of ommatidium screening pigments.
  68.  - Fungal elongation factor 3 (EF-3).
  69.  - Yeast STE6 which is responsible for the export of the a-factor pheromone.
  70.  - Yeast MDL1 and MDL2.
  71.  - Yeast SNQ2.
  72.  - Heavy  metal  tolerance protein  hmt1 from fission  yeast.  This protein is
  73.    probably involved in the transport of metal-bound phytochelatins.
  74.  - mbpX, a hypothetical chloroplast protein from Liverwort.
  75.  
  76. As a signature pattern for this class of proteins, we use a  conserved  region
  77. which is located between the 'A' and the 'B' motifs of the ATP-binding site.
  78.  
  79. -Consensus pattern: [LIVMFYC]-[SA]-[SAPGVYKQ]-G-[DENQMW]-[KRQAPCLW]-
  80.                     [KRNQSTAVM]-[KRACLVM]-[LIVMYPAN]-{PHY}-[LIVMFW]-
  81.                     [SAGCLIVP]-{FYWHP}-{KRHP}-[LIVMFYWSTA]
  82. -Sequences known to belong to this class detected by the pattern: ALL,  except
  83.  for sapD and malK from Enterobacter aerogenes.
  84. -Other sequence(s) detected in SWISS-PROT: 6.
  85.  
  86. -Note: the ATP-binding region is  duplicated in araG, mdl, msrA,  rbsA,  tlrC,
  87.  uvrA, yejF, Mdr's, CFTR, pmd1 and in EF-3.  In  some  of  those proteins, the
  88.  above pattern only detect one of the two copies of the domain.
  89. -Note: the proteins belonging to this family also contain one or two copies of
  90.  the ATP-binding motifs 'A' and 'B' (see the relevant section).
  91.  
  92. -Last update: June 1994 / Pattern and text revised.
  93.  
  94. [ 1] Higgins C.F., Hyde S.C., Mimmack M.M., Gileadi U., Gill D.R.,
  95.      Gallagher M.P.
  96.      J. Bioenerg. Biomembr. 22:571-592(1990).
  97. [ 2] Higgins C.F., Gallagher M.P., Mimmack M.M., Pearce S.R.
  98.      BioEssays 8:111-116(1988).
  99. [ 3] Higgins C.F., Hiles I.D., Salmond G.P.C., Gill D.R., Downie J.A.,
  100.      Evans I.J., Holland I.B., Gray L., Buckels S.D., Bell A.W.,
  101.      Hermodson M.A.
  102.      Nature 323:448-450(1986).
  103. [ 4] Doolittle R.F., Johnson M.S., Husain I., van Houten B., Thomas D.C.,
  104.      Sancar A.
  105.      Nature 323:451-453(1986).
  106. [ 5] Blight M.A., Holland I.B.
  107.      Mol. Microbiol. 4:873-880(1990).
  108. [ 6] Stoddard G.W., Petzel J.P., van Belkum M.J., Kok J., McKay L.L.
  109.      Appl. Environ. Microbiol. 58:1952-1961(1992).
  110. [ 7] Rosteck P.R. Jr., Reynolds P.A., Hershberger C.L.
  111.      Gene 102:27-32(1991).
  112. [ 8] Gottesman M.M., Pastan I.
  113.      J. Biol. Chem. 263:12163-12166(1988).
  114. [ 9] Valle D., Gaertner J.
  115.      Nature 361:682-683(1993).
  116.