Дерюшева Е.И. Предсказание гибких участков в белках
Впоследнее время обнаружено, что многие белки не обладают уникальной третичной структурой, хотя и имеют четкую функцию при физиологических условиях. Такие белки принято называть белками с внутренней неупорядоченностью. Доля неупорядоченных областей в белках может быть разной, начиная от последовательности из нескольких аминокислот и заканчивая полностью неупорядоченной последовательностью длиной в десятки, а иногда и в сотни аминокислот. Поскольку развернутые участки белковой цепи играют важную роль в процессе функционирования белка, то их предсказанию уделяется большое внимание. На сегодня для этих целей разработаны специализированные программы, такие как PONDR, RONN, DisEMBL, PreLINK, IUPred, GlobPlot 2, FoldIndex.
В Институте белка РАН для предсказания гибких областей (петель) в белках была разработана программа FoldUnfold. Изначально программа была разработана для поиска полностью разупорядоченных белков или белков с большой долей неупорядоченности. Однако было показано, что использование дополнительной опции программы – выбор ширины окна, позволяет более детально исследовать белок по всей длине. Так ширина окна в 3 а.о. позволяет выявить почти все короткие участки (повороты, шпильки, петли), соединяющие элементы вторичной структуры.
Построение зависимости фактора Дебая – Валлера от номера остатка для группы белков показало, что участки, характеризующиеся высокой величиной фактора предсказываются при ширине окна в 11-13 а.о. и в основном являются функциональными. Другие, имеющие более низкие величины факторов Дебая – Валлера, являются элементами, соединяющими вторичную структуру. Такие петли имеют существенно более низкую подвижность и обеспечивают дополнительную жесткость трехмерной структуры. С помощью программы FoldUnfold была решена еще одна, трудная для других программ задача: определение границы между структурированной и неструктурированной областями в белках с большой долей неупорядоченности. Так, для убиквитин подобного домена определена граница между структурированной и неструктурированной областями в районе 30-31 а.о., тогда как каждая из других программ приводит к границе, колеблющейся от 28 до 70 а. о.
Кроме того, программа FoldUnfold была использована при теоретическом структурно-функциональном исследовании двух тканеспецифичных форм эукариотического фактора элонгации трансляции eEFlA. Было выявлено наличие дополнительной петли у одной из форм фактора, а также присутствие на С-конце полипептидной цепи длинной неструктурированной области. Для рибосомального белка S1 было выявлено присутствие устойчивого домена в многодоменных белках.
Литература
1. Дерюшева Е.И., Галзитская О.В., Сердюк И.Н. (2008) Предсказание коротких петель в белках с внутренней неупорядоченностью // Молекулярная биология, № 42, стр. 1067-1078.
2. Galzitskaya O.V., Garbuzynskiy S.O., Lobanov M.Yu. (2006) FoldUnfold: web server for the prediction of disordered regions in protein chain // Bioinformatica, №22(23), p. 2948-2949.
3. Galzitskaya O.V., Deryusheva E.I., Serdyuk I.N. (2008) Phylogenetic Analyses of the Loops in Elongation Factors EF1A: Stronger Support for the Grouping of Animal and Fungi // JCSB, №1, p. 73-80.
Loading ...