Language
Country/Area
No result found
Rahasia dari struktur ke fungsi: Bagaimana protein berevolusi menjadi berbagai kemampuan katalitik yang unik?
Pada organisme, protein tidak hanya blok bangunan dasar kehidupan, tetapi juga katalis untuk berbagai reaksi biokimia.Dengan kemajuan sains dan teknologi, para peneliti secara bertahap mendapatkan pemahaman yang lebih dalam tentang proses evolusi protein dan mengungkap misteri kemampuan katalitik yang unik.Apa sumber kemampuan ini terkait dengan struktur protein?
Superfamili protein adalah kluster protein terbesar yang disimpulkan berdasarkan nenek moyang yang sama.Konsep ini tidak hanya didasarkan pada kesamaan urutan, tetapi juga pada struktur dan kesamaan mekanisme.
Metode untuk mengidentifikasi superfamili protein
Identifikasi superfamili protein biasanya dilakukan dengan menggunakan berbagai metode.Metode yang paling umum adalah menyimpulkan homologi dengan kesamaan urutan.Meskipun kesamaan urutan dianggap sebagai indikator yang baik untuk menyimpulkan korelasi, ini bukan satu -satunya cara.
Kesamaan urutan
Kesamaan urutan adalah salah satu metode tertua dan paling umum digunakan.Karena sekuens asam amino umumnya lebih konservatif daripada sekuens DNA, daerah urutan yang dilestarikan dalam banyak kasus terkait dengan fungsi, terutama di situs katalitik dan pengikatan.
Sementara kesamaan urutan dapat memberikan petunjuk tentang homologi, kesamaan urutan yang dapat dideteksi mungkin tidak lagi ditampilkan di antara protein selama evolusi jangka panjang.
Kesamaan Struktural
Dibandingkan dengan urutan, struktur protein lebih konservatif selama evolusi.Bahkan jika urutan asam amino berubah secara signifikan, elemen struktural sekunder dan daerah struktural tersier protein mungkin masih dipertahankan.Melalui program penyelarasan struktural, para ilmuwan dapat menemukan protein dengan lipatan yang sama, bahkan jika urutannya menunjukkan perbedaan yang signifikan.
Kesamaan mekanisme
Dalam superfamili yang sama, mekanisme katalitik enzim umumnya dipertahankan.Meskipun spesifisitas substrat mungkin berbeda secara signifikan, urutan struktur dan urutan antara residu katalitik akan sering menunjukkan kesamaan.
Misalnya, meskipun residu kembar tiga katalitik dalam keluarga PA telah berevolusi menjadi berbeda, mekanisme katalitiknya serupa.
Pentingnya Evolusi
Studi tentang superfamili protein mewakili batas kemampuan kita untuk mengidentifikasi nenek moyang yang sama.Banyak anggota superfamili muncul di kerajaan dari semua makhluk hidup, menunjukkan bahwa nenek moyang mereka ada di leluhur bersama terakhir dari semua kehidupan (Luca).
Konservatisme Struktural dan Konservatisme Struktural
Sebagian besar protein memiliki banyak domain, dan menurut penelitian, sekitar 66-80% protein eukariotik dan 40-60% protein prokariotik memiliki banyak domain.Kombinasi antara domain-domain ini sering mengikuti jenis N-terminal konservatif ke C-terminal.Ini menyiratkan bahwa selama evolusi, ada jumlah yang relatif terbatas dari kombinasi domain yang terjadi secara alami, tetapi kombinasi ini dapat melakukan banyak fungsi.
Misalnya, anggota superfamili hidrolase alfa/β memiliki lembaran alfa/β dan dikaitkan dengan urutan residu dari kembar tiga katalitik, yang melakukan berbagai reaksi katalitik yang berbeda.
Contoh superfamili protein
Dalam superfamili yang berbeda, ada banyak contoh yang menarik, seperti: superfamili imunoglobulin, yang strukturnya seperti sofa, melibatkan proses kognitif dan adhesi yang penting.Sebagai contoh, anggota superfamili RAS berbagi domain G katalitik umum, menunjukkan bahwa mereka memiliki fungsi biologis yang sama.
database dan sumber daya
Untuk mendukung penelitian superfamili protein, komunitas ilmiah telah menetapkan banyak database, seperti PFAM, prosite, dll., Yang membantu para peneliti lebih memahami struktur dan fungsi protein.Selain itu, algoritma penyelarasan struktural seperti DALI juga digunakan untuk mencari homologi struktur protein.
Pada akhirnya, keragaman protein dan evolusi kemampuan katalitik mereka memenuhi kebutuhan organisme dalam menghadapi berbagai tantangan lingkungan.Jadi, ketika pemahaman kita tentang superfamili protein semakin dalam di masa depan, akankah kita menemukan mekanisme dan fungsi katalitik baru?
