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Text File  |  1995-07-26  |  3.5 KB  |  77 lines
  1. *****************************************
  2. * ATP/GTP-binding site motif A (P-loop) *
  3. *****************************************
  4.  
  5. From sequence comparisons and crystallographic data analysis it has been shown
  6. [1,2,3,4,5] that an  appreciable proportion of proteins  that  bind ATP or GTP
  7. share a number of more or less conserved sequence motifs.   The best conserved
  8. of these motifs is a glycine-rich region, which probably forms a flexible loop
  9. between a beta-strand and an alpha-helix.  This loop interacts with one of the
  10. phosphate groups of the nucleotide.  This sequence motif is generally referred
  11. to as the 'A' consensus sequence [1] or the 'P-loop' [5].
  12.  
  13. There are numerous ATP- or GTP-binding proteins  in which the P-loop is found.
  14. We list below  a number of protein  families  for  which  the relevance of the
  15. presence of such motif has been noted:
  16.  
  17.  - ATP synthase alpha and beta subunits.
  18.  - Myosin heavy chains.
  19.  - Kinesin heavy chains and kinesin-like proteins.
  20.  - Guanylate kinase.
  21.  - Thymidine kinase.
  22.  - Thymidylate kinase.
  23.  - Shikimate kinase.
  24.  - Nitrogenase iron protein family (nifH/frxC).
  25.  - ATP-binding proteins involved in 'active transport' (ABC transporters) [6].
  26.  - ATP-dependent helicases [7,8].
  27.  - GTP-binding elongation factors (EF-Tu, EF-1alpha, EF-G, EF-2, etc.).
  28.  - Ras family of proteins (Ras, Rho, Rab, Ral, Ypt1, SEC4, etc.).
  29.  - ADP-ribosylation factors family.
  30.  - Bacterial dnaA protein.
  31.  - Bacterial recA protein.
  32.  - Bacterial recF protein.
  33.  - Guanine nucleotide-binding proteins alpha subunits (Gi, Gs, Gt, G0, etc.).
  34.  - DNA mismatch repair proteins mutS family.
  35.  - Bacterial type II secretion system protein E.
  36.  
  37. Not all ATP- or GTP-binding proteins are picked-up by this motif.  A number of
  38. proteins escape detection because the structure   of their ATP-binding site is
  39. completely different from that of the P-loop.  Examples  of  such proteins are
  40. the E1-E2 ATPases or  the  glycolytic kinases.   In  other ATP- or GTP-binding
  41. proteins the flexible loop exists  in a  slightly different form; this is  the
  42. case for tubulins or protein kinases.  A special mention must  be reserved for
  43. adenylate  kinase,  in  which  there  is a  single  deviation  from the P-loop
  44. pattern: in the last position Gly is found instead of Ser or Thr.
  45.  
  46. -Consensus pattern: [AG]-x(4)-G-K-[ST]
  47. -Sequences known to belong to this class detected by the pattern: a majority.
  48. -Other sequence(s) detected in SWISS-PROT: in addition to the proteins  listed
  49.  above,  the 'A' motif is also  found in a number  of other proteins.  Most of
  50.  these proteins  probably  bind  a nucleotide, but others are definitively not
  51.  ATP- or GTP-binding (as for example  chymotrypsin,  or  human  ferritin light
  52.  chain).
  53.  
  54. -Expert(s) to contact by email: Koonin E.V.
  55.                                 koonin@ncbi.nlm.nih.gov
  56.  
  57. -Last update: June 1994 / Text revised.
  58.  
  59. [ 1] Walker J.E., Saraste M., Runswick M.J., Gay N.J.
  60.      EMBO J. 1:945-951(1982).
  61. [ 2] Moller W., Amons R.
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  65. [ 4] Dever T.E., Glynias M.J., Merrick W.C.
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  67. [ 5] Saraste M., Sibbald P.R., Wittinghofer A.
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  69. [ 6] Higgins C.F., Hyde S.C., Mimmack M.M., Gileadi U., Gill D.R.,
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  74. [ 8] Linder P., Lasko P., Ashburner M., Leroy P., Nielsen P.J., Nishi K.,
  75.      Schnier J., Slonimski P.P.
  76.      Nature 337:121-122(1989).
  77.