Helix-Turn-Helix-Motiv

Bei dem Helix-Turn-Helix-Motiv (HTH) handelt es sich um eine spezielle Form von Sekundärstrukturelement, welches v. a. in Makromolekülen zu finden ist. Es hat eine besondere Bedeutung bei der Entstehung von Bindungen zwischen DNA-Fragmenten.

Das HTH setzt sich aus zwei α-Helices zusammen. Diese sind durch einen aus Aminosäuren bestehenden Beta-Faltblatt-Stiel miteinander verbunden. Das HTH zählt zur Homöodomäne.

Homöodomäne von Antennapedia: Helix alpha-2 und alpha-3 bilden ein HTH

In der Funktion einer Erkennungshelix bindet eine der beiden Helices an eine sequenzspezifische Einfurchung im DNA-Strang. Dabei kommt es zu einer Vielzahl von molekularen Wechselwirkungen, die eine Verbindung zwischen den Basen der DNA und den Aminosäuren des HTH ermöglichen. Folgende chemischen Verbindungsvarianten können dabei auftreten:

• Ionenbindung
• hydrophobe Wechselwirkung
• Wasserstoffbrückenbindung
• van-der-Waals-Kraft

Die zweite Helix des HTH befestigt sich in einem Winkel von 90° dazu und ermöglicht dadurch eine Verbindung des Sekundärstrukturelementes mit dem Erbgut. Vorteile dieser rechtwinkligen Anordnung sind:

• höhere Stabilität des Bindungskomplexes zwischen DNA und HTH
• hohe Spezifität durch Notwendigkeit einer ganz speziellen räumlichen Struktur (bzw. Sequenz) der Bindungspartner

• HTH-Segmente sind stets Homodimere oder Tetradimere
• sie besitzen eine zur DNA-Bindungsstelle symmetrische, aber gespiegelte Struktur