Language
Country/Area
No result found
구조에서 기능으로의 비밀 : 단백질은 어떻게 다양한 독특한 촉매 능력으로 진화합니까?
단백질은 생명의 기본 빌딩 블록 일뿐 만 아니라 다양한 생화학 적 반응의 촉매이기도합니다.과학과 기술의 발전으로 연구자들은 점차 단백질의 진화 과정에 대한 더 깊은 이해를 얻었으며 독특한 촉매 능력의 신비를 발견했습니다.단백질의 구조와 관련된 이러한 능력의 원천은 무엇입니까?
단백질 슈퍼 패밀리는 공통 조상을 기준으로 추론 된 가장 큰 단백질 클러스터입니다.이 개념은 시퀀스 유사성뿐만 아니라 구조 및 메커니즘 유사성을 기반으로합니다.
단백질 슈퍼 패밀리를 식별하는 방법
단백질 슈퍼 패밀리의 식별은 일반적으로 다양한 방법을 사용하여 수행됩니다.가장 일반적인 방법은 순서 유사성에 의해 상 동성을 추론하는 것입니다.서열의 유사성은 상관 관계를 추론하는 좋은 지표로 간주되지만 이것이 유일한 방법은 아닙니다.
시퀀스 유사성
시퀀스 유사성은 가장 오래되고 가장 일반적으로 사용되는 방법 중 하나입니다.아미노산 서열은 일반적으로 DNA 서열보다 일반적으로 더 보수적이기 때문에, 보존 된 서열 영역은 많은 경우 기능, 특히 촉매 및 결합 부위에서 관련이있다.
서열 유사성은 상 동성에 대한 단서를 제공 할 수 있지만, 검출 가능한 서열 유사성은 더 이상 장기 진화에 걸쳐 단백질 사이에 표시되지 않을 수있다.
구조적 유사성
서열과 비교하여, 단백질 구조는 진화 동안 더 보수적이다.아미노산 서열이 크게 변화하더라도, 단백질의 2 차 구조적 요소와 3 차 구조 영역이 여전히 유지 될 수있다.구조적 정렬 프로그램을 통해 과학자들은 서열이 상당한 차이를 보이더라도 비슷한 주름을 가진 단백질을 찾을 수 있습니다.
메커니즘의 유사성
동일한 수퍼 패밀리에서, 효소의 촉매 메커니즘은 일반적으로 유지된다.기질 특이성이 상당히 다를 수 있지만, 촉매 잔기 사이의 구조 및 서열 순서는 종종 유사성을 나타낼 것이다.
예를 들어, PA 패밀리의 촉매 삼중 항 잔기는 발산으로 진화했지만, 이들의 촉매 메커니즘은 유사하다.
진화의 중요성
단백질 슈퍼 패밀리에 대한연구는 공통 조상을 식별하는 능력의 한계를 나타냅니다.슈퍼 패밀리의 많은 구성원들이 모든 생물의 왕국에 나타납니다. 이는 그들의 공통 조상이 모든 생명의 마지막 공통 조상 (Luca)에 존재 함을 나타냅니다.
분기 및 구조 보수주의
대부분의 단백질은 다수의 도메인을 가지며, 연구에 따르면, 진핵 단백질의 약 66-80%와 원핵 단백질의 40-60%는 다수의 도메인을 갖는다.이들 도메인들 사이의 조합은 종종 보수적 인 N- 말단에서 C- 말단 구조적 정렬을 따른다.이는 진화 동안 자연적으로 발생하는 도메인 조합이 비교적 제한적이지만 이러한 조합은 여러 기능을 수행 할 수 있음을 의미합니다.
예를 들어, 알파/β 가수 분해 효소 슈퍼 패밀리의 구성원은 알파/β 시트를 가지며 다양한 촉매 반응을 수행하는 촉매 트리플렛의 잔기 순서와 관련이있다.
단백질 슈퍼 패밀리의 예
다른 슈퍼 패밀리에는 다음과 같은 많은 시선을 사로 잡는 예가 있습니다 : 구조가 소파와 같은 면역 글로불린 슈퍼 패밀리에는 중요한인지 및 접착 과정이 포함됩니다.예를 들어, RAS 슈퍼 패밀리의 구성원은 일반적인 촉매 G 도메인을 공유하며, 이는 유사한 생물학적 기능을 가지고 있음을 나타냅니다.
데이터베이스 및 리소스
단백질 슈퍼 패밀리의 연구를 지원하기 위해 과학계는 PFAM, Prosite 등과 같은 여러 데이터베이스를 설립하여 연구자들이 단백질의 구조와 기능을 더 잘 이해하도록 도와줍니다.또한 DALI와 같은 구조적 정렬 알고리즘은 단백질 구조의 상 동성을 검색하는 데 사용됩니다.
궁극적으로, 단백질의 다양성과 촉매 능력의 진화는 다른 환경 문제에 직면하여 유기체의 요구를 충족시킨다.따라서 미래에 단백질 슈퍼 패밀리에 대한 이해가 깊어지면서 새로운 촉매 메커니즘과 기능을 발견 할 것인가?
