Скорости эволюции ферментов дыхательной цепи различных животных
Ефимов Д.Ю.
Цель исследования: установить скорости эволюции ферментов дыхательной цепи различных животных.
Материалы и методы. Проанализированы взятые на сервере NCBI (www.ncbi.nih.nlm.gov) аминокислотные последовательности ферментов дыхательной цепи (субъединиц 1, 2, 3, 4, 4L, 5, 6 НАДН-дегидрогеназ (НАДН-ДГ), цитохрома Ъ (Ц Ь), субъединиц 1, 2, 3 цитохром-с-оксидазы (ЦО), АТФазы 6) млекопитающих: приматов (человека, шимпанзе, бабуина), парнокопытных (быка, козла, свиньи), непарнокопытных (лошади), хищных (кошки, медведя, собаки), грызунов (крысы, мыши), зайцеобразных (кролика); птиц (петуха), рептилий (аллигатора), земноводных (лягушки), рыб (данио), ланцетника, круглых червей (аскариды, трихинеллы, цианорабдитис). Изучаемые последовательности выровнены с помощью программы ClustalW Protein. Эволюционные дистанции вычислены методом EIM [1]. Скорость эволюции определена по методу М. Кимуры [2]. Полученные результаты обработаны статистически.
Результаты и обсуждение. В соответствии с полученными скоростями эволюции изученных ферментов все животные разделены на 3 группы (с различными, но приблизительно постоянными в пределах группы темпами эволюционных изменений). Первую группу составили приматы, вторую – млекопитающие, за исключением приматов, третью – круглые черви и хордовые, за исключением млекопитающих (табл.).
Таблица. Средние скорости эволюции ферментов дыхательной цепи различных групп животных
|
Группа животы х/ фермент |
НАДН – ДГ1 |
НАДН -ДГ2 |
НАДН – ДГЗ |
НАДН – ДГ4 |
НАДН – ДГ4Ь |
НАДН – ДГ5 |
НАДН – ДГ6 |
ЦЬ |
АТФ-азаб |
ЦО-1 |
ЦО-2 |
ЦО-3 |
|
Первая |
4,39± 1,2522’3 |
5,04± 2,249 |
5,73± 0,00723 |
5,14± 0,5732’3 |
3,26± 3,323 |
6,28± 0,38923 |
4,50± 1,0823 |
5,37± 0,89123 |
5,22± 0,20523 |
1,50± 0,5813 |
2,55± 0,6513 |
2,77± 0,31423 |
|
Вторая |
1,44± 0,04013 |
2,80± 0,0533 |
1,79± 0,04313 |
1,75± 0,03213 |
1,94± 0,03 83 |
2,06± 0,02713 |
2,91± 0,0903 |
1,26± 0,06713 |
1,47± 0,06313 |
0,47± 0,0233 |
1,54± 0,1373 |
0,82± 0,04313 |
|
Третья |
0,54± 0,02312 |
1,12± 0,0702 |
0,77± 0,06112 |
0,76± 0,04312 |
1,05± 0,0942 |
0,84± 0,03912 |
1,68± 0,13512 |
0,47± 0,03712 |
0,93± 0,06212 |
0,23± 0,01812 |
0,51± 0,04112 |
0,39± 0,03912 |
Примечание. Знаком ‘ обозначены достоверные (р < 0,05) различия скорости эволюции соответствующего фермента по сравнению с таковыми приматов,2 — млекопитающих за исключением приматов,3 — круглых червей и хордовых за исключением млекопитающих.
Установлено, что наибольшие скорости эволюции изученных ферментов дыхательной цепи характерны для приматов, а наименьшие – для круглых червей и хордовых за исключением млекопитающих. При этом различия в скоростях эволюции всех изученных белков млекопитающих (за исключением приматов) достоверны с таковыми круглых червей и хордовых (за исключением млекопитающих). Такие различия скоростей эволюции данных ферментов, вероятно, свидетельствуют об изменении их структуры и функции в процессе эволюции. Наибольшая скорость эволюции характерна для НАДН-ДГ6, наименьшая – для ЦО-1 (ферменты приматов не учитывались из-за чрезмерно высоких темпов их эволюционных изменений и малого числа наблюдений).
Литература
1. Барковский Е.В. [и др.] (2005) Методы молекулярной эволюции и филогенетики:
учеб.-метод. пособие // Мн.: БГМУ. – 63 с.
2. Кимура М (1985) Молекулярная эволюция: теория нейтральности. М.: Мир. – 90 с.
Loading ...