Анализ конформаций аминокислотных остатков в глобулярных белках. Предсказание левой спирали типа полипролин II

• Автор: Власов, Петр Константинович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 92 с. : ил

Оглавление
Оглавление.
Введение.

Актуальность проблемы

Цель и задачи исследования.

Г лава I

1.1. Обзор работ по исследованию левоспиральной конформации в белках

1.2. Методы предсказания вторичной структуры белковой цепи по е аминокислотной последовательности.

1.3. Предсказание вторичной структуры белковой цепи, развитие методов .

1.4.рсдсказание участков левоспиральной конформации в белковых цепях

1.5. Предсказание вторичной структуры, эпоха стагнации

1.6. Используемые банки пространственных структур белков
1.7. Тестовые выборки РОВ формирование и использование.
1.8. Представление и обработка белковых данных по структурам белков
Глава II
.1. Ко формационные характеристики аминокислотных остатков
.2. Конформации отдельных аминокислотных остатков
Глава III.
1.1. Вторичная структура белков и регулярные пространственные структуры
1.2. Встречаемость различных типов регулярной конформации в белках.
Левая спираль как элемент регулярной конформации и вторичной структуры
1.3. Распределение участков вторичной структуры по длинам.
1.4. Аминокислотный состав участков вторичной структуры.
1.5. Особенности изменения конформации аспирали по позициям спирали
Ш.6. Распределение остатков по диапазонам значений параметров спирали
III.7. Тенденция участков левой спирали к продолжению.
Глава IV.
IV. 1. Встречаемостей олигопептидов различной длины в банке РОВ и его
подвыборках
IV.2. Конформационная статистика тетрапептидов
IV.3. Тетрапептиды с высоким предпочтением определнной конформации
IV.4. Тетрапептиды с предпочтительной конформацией смешанного типа
IV.5. коей мере аминокислотная последовательность белков составлена из олигопептидных фрагментов с высокой
конформационной стабильностью
Глава V.
V.. Алгоритм предсказания вторичной структуры аминокислотной последовательности, основанный на конформационной
статистике олигопептидов.
V.2. Тестирование алгоритма предсказания вторичной структуры.
V.3. Предсказание левоспиральной конформации как качественно новый результат в изучении вторичных структур
Заключение
Научная новизна
Практическое значение работы.
Выводы
Список публикаций.
Литература


Существует большое число методов, позволяющих с достаточно высокой точностью около предсказывать участки аспирали и структуры о методах предсказания вторичных структур подробно рассказывается в разделе 2 главы I данной диссертации. Вместе с тем, до сих пор не создано метода, предсказывающего места локализации участков типа левой спирали РРИ. Между тем доля таких участков, как показано в нашей работе и во многих других исследованиях , достигает величины порядка в общей выборке белков, и необходимость в разработке соответствующих методов очевидна. В то же время очевидна и трудность предсказания участков такого типа вторичной структуры. Фрагменты, имеющие конформацию этого типа, имеют, как правило, малую длину суммарная доля таких фрагментов не столь велика. Короткие фрагменты вторичной структуры вообще, безотносительно от типа вторичной структуры, предсказываются с меньшей достоверностью чем длинные. Кроме других факторов это, очевидно, связано с тем, что преимущество для предсказания той или иной, в том числе регулярной, конформации над другими конформациями для коротких отрезков ноли пептидной цепи незначительно, это преимущество накапливается для длинных фрагментов, тем более что степень уникальности последовательности резко возрастает с ее длиной. Существуют и другие трудности, связанные с высокой степенью лабильности конформации типа РРИ, о которых подробнее будет сказано ниже. В связи с перечисленными трудностями мы предприняли попытку разработать новый более результативный метод предсказания вторичных структур, основанный на процедуре разбиения последовательности на перекрывающиеся олигопептиды. Проведенный анализ естественным образом затем применяется при создании шаблона вторичной структуры для последовательностей, для которых осуществляется предсказание. Попытки применить статистику аминокислот и олигопептидов для анализа и предсказания вторичной структуры белка предпринимались еще в гг. Но они не дали определенных результатов, по всей очевидности, в связи с малыми объемами банков данных в то время. РОВ возросло на порядок, и в распоряжении исследователей имеется уже около пятнадцати тысяч структур белков и их комплексов. Справедливости ради следует упомянуть. А банк РОВ переполнен большим количеством сходных гомологичных белковых цепей, имеющих и близкие третичные структуры. В дальнейшем изложении понятия конформации и вторичной структуры будут неоднократно использоваться в одном смысловом контексте, как подразумевающие соответствие наборов двугранных углов аминокислотных остатков некоторым областям карты Рамачандрана, в свою очередь, соответствующим основным типам вторичной структуры аспирали, рслою и левой спирали типа полиЬпролинН. Указание конформации некоторого участка цепи производится нами безотносительно от его участка длины, и даже один аминокислотный остаток может подразумеваться как образующий аспираль, рслой и левую спираль типа полиЬпролинП. Главной целью проведнной работы было изучение конформационных свойств аминокислотных остатков, составляющих поли пептидные цепи белков, и использование выявленных свойств в решении задачи предсказания вторичной структуры белковых цепей. Дополнительный интерес вызван конформационными свойствами коротких последовательностей аминокислотных остатков, олигопептидов, как составных частей белковых цепей. Понимание, при каких длинах набор аминокислотных остатков уже способен проявлять конформационную предпочтительность, важно для выявления физических механизмов, ответственных за формирование и поддержание структуры белка. Полученные результаты использовались при определении и реализации нового метода предсказания вторичной структуры цепи по с аминокислотной последовательности, позволяющего в числе прочих предсказывать и структуру левой спирали типа полипролин II, составляющей значительную долю регулярных конформаций белковых цепей. Оценка частоты встречаемости структуры такого типа в пространственных структурах глобулярных белков также значилась среди целей работы. Все проведнные исследования нашли сво отражение п представленном детальном описании работ, выполненных в рамках диссертационного проекта.