Language
Country/Area
No result found
Секрет от структуры к функции: как белки превращаются в различные уникальные каталитические способности?
У организмов белки являются не только основными строительными блоками жизни, но и катализатором для различных биохимических реакций.С развитием науки и техники исследователи постепенно приобрели более глубокое понимание эволюционного процесса белков и раскрывали тайны его уникальных каталитических возможностей.Каков источник этих способностей, связанных со структурой белков?
Белковое суперсемейство является крупнейшим белковым кластером, выведенным на основе общих предков.Эта концепция основана не только на сходстве последовательности, но и на сходстве структуры и механизмов.
Методы для идентификации белкового суперсемейства
Идентификация белкового суперсемейства обычно выполняется с использованием различных методов.Наиболее распространенным методом является вывод о гомологии путем сходства последовательностей.Хотя сходство последовательностей считается хорошим показателем вывода корреляции, это не единственный способ.
Сходство последовательности
Сходство последовательности является одним из старейших и наиболее часто используемых методов.Поскольку аминокислотные последовательности, как правило, более консервативны, чем последовательности ДНК, области консервативной последовательности во многих случаях связаны с функцией, особенно в каталитических и связывающих сайтах.
Хотя сходство последовательностей может дать подсказки о гомологии, обнаруживаемое сходство последовательности больше не может проявляться между белками в течение долгосрочной эволюции.
Структурное сходство
По сравнению с последовательностями, белковые структуры более консервативны во время эволюции.Даже если аминокислотная последовательность значительно изменяется, вторичные структурные элементы и третичные структурные области белка могут все еще сохраняться.Благодаря программе структурного выравнивания ученые могут найти белки с одинаковыми складками, даже если их последовательности показывают значительные различия.
сходство механизмов
В той же суперсемействе, как правило, сохраняется каталитический механизм ферментов.Хотя субстратная специфичность может значительно различаться, структура и порядок последовательности между каталитическими остатками часто будут демонстрировать сходство.
Например, хотя каталитические триплетные остатки в семействе ПА эволюционировали, чтобы быть расходящимися, их каталитические механизмы схожи.
Важность эволюции
Исследование белкового суперсемейства представляет пределы нашей способности идентифицировать общих предков.Многие члены суперсемейства появляются в королевствах всех живых существ, что указывает на то, что их общие предки существуют в последнем общем предке всей жизни (Лука).
диверчивость и структурный консерватизм
Большинство белков имеют несколько доменов, и, согласно исследованиям, около 66-80% эукариотических белков и 40-60% прокариотических белков имеют несколько доменов.Комбинации между этими доменами часто следуют за консервативным N-концевым до С-концевой структурной вида.Это подразумевает, что во время эволюции существует относительно ограниченное количество природных комбинаций доменов, но эти комбинации могут выполнять несколько функций.
Например, члены суперсемейства альфа/β -гидролазы имеют альфа/β -листы и связаны с порядком остатков каталитических триплетов, которые выполняют различные каталитические реакции.
Примеры белкового суперсемейства
В разных суперсемействах есть много привлекательных примеров, таких как: суперсемейство иммуноглобулина, структура которого является диван, включает в себя важные когнитивные и адгезионные процессы.Например, члены суперсемейства RAS имеют общий каталитический G -домен, что указывает на то, что они имеют сходные биологические функции.
база данных и ресурсы
Чтобы поддержать исследование белкового суперсемейства, научное сообщество установило несколько баз данных, таких как PFAM, ProSite и т. Д., Которые помогают исследователям лучше понять структуру и функцию белков.Кроме того, алгоритмы структурного выравнивания, такие как DALI, также используются для поиска гомологии белковых структур.
В конечном счете, разнообразие белков и эволюция их каталитических возможностей удовлетворяют потребности организмов перед лицом различных экологических проблем.Итак, как наше понимание белковой суперсемейства в будущем углубляется, мы будем открывать новые каталитические механизмы и функции?
