Language
Country/Area
No result found
Il segreto dalla struttura all'altro: in che modo le proteine si evolvono in varie capacità catalitiche uniche?
Negli organismi, le proteine non sono solo i mattoni di base della vita, ma anche il catalizzatore di varie reazioni biochimiche.Con il progresso della scienza e della tecnologia, i ricercatori hanno gradualmente acquisito una comprensione più profonda del processo evolutivo delle proteine e ha scoperto i misteri delle sue capacità catalitiche uniche.Qual è la fonte di queste abilità correlata alla struttura delle proteine?
La superfamiglia proteica è il più grande cluster proteico dedotto basato su antenati comuni.Questo concetto non si basa solo sulla somiglianza di sequenza, ma anche sulla somiglianza della struttura e del meccanismo.
metodi per identificare la superfamiglia della proteina
L'identificazione della superfamiglia proteica viene solitamente eseguita usando una varietà di metodi.Il metodo più comune è dedurre l'omologia mediante somiglianza di sequenza.Sebbene la somiglianza delle sequenze sia considerata un buon indicatore di infine della correlazione, questo non è l'unico modo.
Somiglianza della sequenza
La somiglianza di sequenza è uno dei metodi più antichi e comunemente usati.Poiché le sequenze di aminoacidi sono generalmente più conservative delle sequenze di DNA, le regioni di sequenza conservate sono in molti casi correlati alla funzione, specialmente in siti catalitici e di legame.
Mentre la somiglianza di sequenza può fornire indizi sull'omologia, la somiglianza rilevabile della sequenza non può più essere mostrata tra le proteine sull'evoluzione a lungo termine.
somiglianza strutturale
Rispetto alle sequenze, le strutture proteiche sono più conservative durante l'evoluzione.Anche se la sequenza di aminoacidi cambia in modo significativo, gli elementi strutturali secondari e le regioni strutturali terziarie della proteina possono ancora essere mantenuti.Attraverso il programma di allineamento strutturale, gli scienziati possono trovare proteine con pieghe simili, anche se le loro sequenze mostrano differenze significative.
somiglianza di meccanismi
Nella stessa superfamiglia, il meccanismo catalitico degli enzimi viene generalmente trattenuto.Sebbene la specificità del substrato possa differire in modo significativo, la struttura e l'ordine di sequenza tra i residui catalitici mostreranno spesso somiglianza.
Ad esempio, sebbene i residui di tripletta catalitici nella famiglia PA si siano evoluti per essere divergenti, i loro meccanismi catalitici sono simili.
L'importanza dell'evoluzione
Studio sulla superfamiglia proteica rappresenta i limiti della nostra capacità di identificare antenati comuni.Molti membri della superfamiglia appaiono nei regni di tutti gli esseri viventi, indicando che i loro antenati comuni esistono nell'ultimo antenato comune di tutta la vita (Luca).
Diverenza e conservatorismo strutturale
La maggior parte delle proteine ha domini multipli e, secondo la ricerca, circa il 66-80% delle proteine eucariotiche e il 40-60% delle proteine procariotiche hanno più domini.Le combinazioni tra questi settori seguono spesso un tipo strutturale conservatore N-terminale a C-terminale.Ciò implica che durante l'evoluzione, esiste un numero relativamente limitato di combinazioni di dominio che si verificano in natura, ma queste combinazioni possono svolgere più funzioni.
Ad esempio, i membri della superfamiglia alfa/β idrolasi hanno fogli alfa/β e sono associati all'ordine dei residui delle terzine catalitiche, che eseguono una varietà di reazioni catalitiche diverse.
Esempi di superfamiglia proteica
In diverse superfamiglie, ci sono molti esempi accattivanti, come ad esempio: la superfamiglia dell'immunoglobulina, la cui struttura è simile a un divano, comporta importanti processi cognitivi e di adesione.Ad esempio, i membri della superfamiglia RAS condividono un dominio G catalitico comune, indicando che hanno funzioni biologiche simili.
database e risorse
Al fine di supportare la ricerca della superfamiglia delle proteine, la comunità scientifica ha stabilito più database, come PFAM, PROSITE, ecc., Che aiutano i ricercatori a comprendere meglio la struttura e la funzione delle proteine.Inoltre, gli algoritmi di allineamento strutturale come DALI sono anche usati per cercare l'omologia delle strutture proteiche.
In definitiva, la diversità delle proteine e l'evoluzione delle loro capacità catalitiche soddisfano le esigenze degli organismi di fronte a diverse sfide ambientali.Quindi, poiché la nostra comprensione della superfamiglia proteica si approfondisce in futuro, scopriremo nuovi meccanismi e funzioni catalitiche?
