TALE TALE -БЕЛКИ И -БЕЛКИ И PRD PRD /PAX /PAX -БЕЛКИ -БЕЛКИ -ПРЕДСТАВИТЕЛИ СЕМЕЙСТВА -ПРЕДСТАВИТЕЛИ СЕМЕЙСТВА ГОМЕОБЕЛКОВ: ГОМЕОБЕЛКОВ: АНАЛИЗ И ХАРАКТЕРИСТИКА АНАЛИЗ И ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫРАВНИВАНИЯ И ВЫРАВНИВАНИЯ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ Работу выполнили: А. Ю. Кузнецова Работу выполнили: А. Ю. Кузнецова Е. В. Мостовенко Е. В. Мостовенко Руководители: Андрей Владимирович Руководители: Андрей Владимирович Алексеевский Алексеевский Сергей Александрович Спирин Сергей Александрович Спирин
31
Embed
TALE-БЕЛКИ И PRD/PAX-БЕЛКИ -ПРЕДСТАВИТЕЛИ СЕМЕЙСТВА ГОМЕОБЕЛКОВ: АНАЛИЗ И ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫРАВНИВАНИЯ И
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
TALETALE-БЕЛКИ И -БЕЛКИ И PRDPRD/PAX/PAX-БЕЛКИ -БЕЛКИ -ПРЕДСТАВИТЕЛИ СЕМЕЙСТВА -ПРЕДСТАВИТЕЛИ СЕМЕЙСТВА
ГОМЕОБЕЛКОВ:ГОМЕОБЕЛКОВ:АНАЛИЗ И ХАРАКТЕРИСТИКА АНАЛИЗ И ХАРАКТЕРИСТИКА
ВЫРАВНИВАНИЯ И ВЫРАВНИВАНИЯ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ
СТРУКТУРЫСТРУКТУРЫ Работу выполнили: А. Ю. Кузнецова Работу выполнили: А. Ю. Кузнецова
Е. В. МостовенкоЕ. В. МостовенкоРуководители: Андрей Владимирович АлексеевскийРуководители: Андрей Владимирович Алексеевский
Сергей Александрович СпиринСергей Александрович Спирин
Гомеобелки - это большой класс белков, в Гомеобелки - это большой класс белков, в составе которых есть гомеодомен, один из составе которых есть гомеодомен, один из видов ДНК-узнающих доменов эукариот. видов ДНК-узнающих доменов эукариот.
Пространственное расположение Пространственное расположение гомеодомена и ДНКгомеодомена и ДНК
Гомеодомен получил своё название от Гомеодомен получил своё название от кодирующей его консервативной кодирующей его консервативной нуклеотидной последовательности - нуклеотидной последовательности - гомеобокса, обнаруженной в гомеобокса, обнаруженной в гомеозисных генах гомеозисных генах Drosophila Drosophila melanogastermelanogaster. .
Типичные гомеодомены состоят из 60 Типичные гомеодомены состоят из 60 аминокислотных остатков.аминокислотных остатков.
Многие гомеобелки являются важными Многие гомеобелки являются важными факторами транскрипции эукариотфакторами транскрипции эукариот
In vivoIn vivo образуются комплексы, образуются комплексы, состоящие из гомеобелков и других состоящие из гомеобелков и других транскрипционных факторовтранскрипционных факторов
Гомеодомены представлены у эукариот в Гомеодомены представлены у эукариот в сотнях генов генома, у прокариот не сотнях генов генома, у прокариот не идентифицированыидентифицированы
Выделяют от 8 до 25 семейств гомеодоменовВыделяют от 8 до 25 семейств гомеодоменов
Цель работыЦель работы
выявление особенностей выявление особенностей последовательности и структуры последовательности и структуры гомеодоменов надсемейства гомеодоменов надсемейства TALETALE семействсемействаа PRD/PAXPRD/PAX
сравнительнсравнительнаяая характеристик характеристикаа этих этих группгрупп
Гомеодомены надсемейства Гомеодомены надсемейства TALETALE характеризуются наличием трёх характеризуются наличием трёх дополнительных аминокислотных дополнительных аминокислотных остатков между первой и второй альфа-остатков между первой и второй альфа-спиралямиспиралями
Отсюда их название - Отсюда их название - Three Amino acid Three Amino acid Loop ExtensionLoop Extension
Вставка из трёх аминокислотных Вставка из трёх аминокислотных остатков в надсемействе остатков в надсемействе TALETALE
Белки семейства Белки семейства PRD/PAX PRD/PAX используют используют для контакта с ДНК два ДНК-для контакта с ДНК два ДНК-связывающих доменасвязывающих домена
Слово “ Слово “pairedpaired” появилось из названия ” появилось из названия одного из генов одного из генов DrosophilaDrosophila – гена, – гена, «ответственного» за парную сегментацию«ответственного» за парную сегментацию
К семейству гомеодоменов К семейству гомеодоменов PRD/PAXPRD/PAX относят также все гомеодомены, сходные относят также все гомеодомены, сходные по последовательности с гомеодоменом по последовательности с гомеодоменом PRDPRD
Анализ выравниваний и Анализ выравниваний и пространственных структурпространственных структур
В каждом семействе выделены В каждом семействе выделены консервативные аминокислотные консервативные аминокислотные остаткиостатки
Исходя из пространственных структур Исходя из пространственных структур были определены функции этих остатковбыли определены функции этих остатков
Составлены таблицы Составлены таблицы характеристических для семейств характеристических для семейств консервативных остатковконсервативных остатков
Сравнение консервативных позиций, Сравнение консервативных позиций, совпадающих в обоих семействахсовпадающих в обоих семействах
Общих консервативных позиций для Общих консервативных позиций для TALE TALE и и PRDPRD оказалось 16 оказалось 16..№№ TALETALE PRDPRD Различия возникают в:Различия возникают в:
аминокислоаминокислотный тный
остаток остаток
степень степень консерватиконсервати
вности вности
функциональфункциональная роль ная роль
аминокислотаминокислотный остаток ный остаток
степень степень консерваконсервативности тивности
функцифункциональнональн
ая ая роль роль
остатке (в том числе остатке (в том числе частичное частичное
остатки в позициях остатки в позициях 8, 16, 20, 26, 31, 34, 8, 16, 20, 26, 31, 34, 40, 44, 48, 52, 45, 40, 44, 48, 52, 45, 49 участвуют в 49 участвуют в образовании образовании консервативного консервативного гидрофобного ядра гидрофобного ядра всех гомеодоменоввсех гомеодоменов
Характеристические аминокислотные остатки Характеристические аминокислотные остатки надсемейства надсемейства TALETALE (по отношению к семейству (по отношению к семейству
Характеристические аминокислотные остатки семейства Характеристические аминокислотные остатки семейства PRD/PAXPRD/PAX (по отношению к надсемейству (по отношению к надсемейству TALETALE))
№№ аминокислотный аминокислотный остаток остаток
степень консервативностистепень консервативности функциональная рольфункциональная роль
Построение профиляПостроение профиля Созданы профили надсемейства Созданы профили надсемейства TALETALE
CCходство входной последовательности с ходство входной последовательности с данным семейством оценивается числом данным семейством оценивается числом NscoreNscore. .
При выбранном пороге При выбранном пороге T T
последовательности, для которых последовательности, для которых NscoreNscore>>TT, считаются принадлежащими , считаются принадлежащими семейству, а при семейству, а при NscoreNscore≤≤TT – не – не принадлежащими семейству.принадлежащими семейству.
После первой итерации оказалось После первой итерации оказалось целесообразным разделить целесообразным разделить надсемейство надсемейство TALE TALE нана семействасемейства MatαMatα2 2 и собственнои собственно TALETALE
Причина – бПричина – бóóльшая консервативность льшая консервативность аминокислотных остатков в пределах аминокислотных остатков в пределах семейства семейства MatαMatα22 и собственно и собственно TALETALE
Результаты скрининга банка Результаты скрининга банка SwissProtSwissProt::
профиль семейства собственнопрофиль семейства собственно TALETALE отнес к нему 356 последовательностей отнес к нему 356 последовательностей из банка SwissProtиз банка SwissProt
не найдено ни одной ошибкине найдено ни одной ошибки
профиль семейства профиль семейства MatαMatα22 отнес к нему 38 отнес к нему 38 последовательностейпоследовательностей
ошибкиошибки:: • одна последовательность, аннотированная как одна последовательность, аннотированная как
MatαMatα22, имела , имела Nscore<TNscore<T• для двух последовательностей гомеодоменов для двух последовательностей гомеодоменов
аннотация не позволила идентифицировать аннотация не позволила идентифицировать принадлежностьпринадлежность//не принадлежность не принадлежность семейству семейству
Распределение Распределение NscoreNscore последовательностей последовательностей по результатам по результатам поиска с помощью поиска с помощью профиля по БД профиля по БД SwissProtSwissProt для для семейства собственно семейства собственно TALETALE ( (TT=19)=19)
Распределение Распределение NscoreNscore последовательноспоследовательностей по тей по результатам результатам поиска с поиска с помощью помощью профиля по БД профиля по БД SwissProtSwissProt для для семейства семейства MatαMatα22 ((TT=15)=15)
Филогенетическое деревоФилогенетическое дерево
Анализ вставки и ее возможные роли в Анализ вставки и ее возможные роли в гомеодоменах надсемейства гомеодоменах надсемейства TALETALE
Контакт между Контакт между лейцином из лейцином из вставки (позиция вставки (позиция 23А) и пролином 23А) и пролином
другого гомеобелкадругого гомеобелка
Остатки вставки нумерованы как 23А, 23В, 23СОстатки вставки нумерованы как 23А, 23В, 23С
Помимо вставки между первой и второй Помимо вставки между первой и второй альфа-спиралями характерен мотив альфа-спиралями характерен мотив ProPro--TyrTyr--ProPro (позиции 24-25-26). (позиции 24-25-26).
Мотив следует сразу за вставкой. Этот Мотив следует сразу за вставкой. Этот мотив также участвует во мотив также участвует во взаимодействии с другим белком – взаимодействии с другим белком – гомеодоменом семейства гомеодоменом семейства HOXHOX
Структура вставки и мотива Структура вставки и мотива ProPro--TyrTyr--ProPro а) а) б) б) в) в)
аминокислотные остатки в двух аминокислотные остатки в двух семействах гомеодоменов, и семействах гомеодоменов, и описана их вероятная описана их вероятная функциональная роль функциональная роль
Выдвинута гипотеза, позволяющая Выдвинута гипотеза, позволяющая объяснить консервативность объяснить консервативность мотива мотива Pro-Tyr-Pro Pro-Tyr-Pro в в надсемействе надсемействе TALETALE
Построены профили, позволяющие Построены профили, позволяющие детектировать на принадлежность к детектировать на принадлежность к семействам собственно семействам собственно TALETALE или или MatαMatα2 2 входной последовательности.входной последовательности.
Построено филогенетическое дерево, Построено филогенетическое дерево, отображающее дивергенцию семейств отображающее дивергенцию семейств собственно собственно TALETALE и и MatαMatα2 2