Общее и частное в структурной организации белков надсемейства цитохромов Р450

• Автор: Мирошниченко, Юлиана Викторовна
• Шифр специальности: 03.00.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Мотивы в структуре белка.

1.1.1 Виды мотивов.

1.1.2 Применение мотивов.

1.1.3 Методы выявления мотивов.

1.1.4 Базы данных мотивов

1.1.5 Информационное содержание последовательностей

1.1.6 Статистика сравнения последовательностей.

1.2 Надсемейство цитохромов Р0 как объект исследования.

1.2.1 Описание структуры цитохромов Р0.

1.2.2 Подходы к классификации надсемейства цитохромов Р0.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1 Выборка
2.2 Локальное выравнивание.
2.3 Кластерный анализ
2.4 Иерархическое выравнивание.
2.5 Выявление мотивов в консенсусной последовательности
2.6 Работа с базой знаний по цитохромам Р0.
2.7 Общая методология исследования критериев, основанных на анализе консенсусной последовательности
2.8 Использование программы для оценки состава консенсусной последовательности.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Предпосылки наличия мотивов в семействах и подсемействах цитохромов
3.2 Алгоритм выявления структурнофункциональных мотивов.
3.3. Исследование свойств статистических критериев наличия мотивов в
консенсусных последовательностях.
3.4 Мотивы общности
3.5. Мотивы частного в семействе стероловых деметилаз
3.6. Использование критерия оценки мотивов для корректировки границ кластеров.
4. ВЫВОДЫ.
5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ


Наряду с формальными признаками сходства последовательностей, при создании номенклатуры авторы использовали дополнительную информацию о сходстве строения генов и об особенностях функциональной активности. Повидимому, одним из основных недостатков существующей классификации следует считать ее искусственность. Пользуясь традиционной систематикой невозможно сделать выводы ни в отношении эволюционного, ни в отношении функционального сходства ферментов, входящих в семейства и подсемейства. Формально указанный недостаток ведет к возникновению исключений, описывающих отнесение к классификационной группе белка, который в рамках определенного функционального контекста должен принадлежать другому подразделу классификации. В ряде работ предпринимались попытки пересмотреть принципы классификации цитохромов Р0 v . I. . Предлагаемые решения основывались на применении методов кластерного анализа и множественного выравнивания последовательностей. В частности, основанный на иерархическом выравнивании подход инвентаризации надсемейства позволил в работе Лисица , получить консенсус для надсемейства цитохромов Р0. При этом использовались методики, анализирующие первичную структуру в целом, без дифференцированного анализа отдельных элементов. С другой стороны, уже в году было показано, что, несмотря на общее структурное разнообразие, в строении цитохромов Р0 можно выделить локальные участки, несущие функциональную нагрузку О. Это наблюдение до сих нор не потеряло своей актуальности предложенное в году понятие участков узнавания субстрата используется во многих работах, посвященных изучению структуры и функции цитохромов Р0 , . Обобщенной математической модели классификации надсемейства с учетом локальных структурнофункциональных элементов предложено не было, несмотря на то, что в работе Гусев С. А., были показаны частные случаи успешного применения алгоритмов поиска мотивов для анализа надсемейства цитохромов Р0. Таким образом, актуальной является задача совершенствования алгоритмической методики выявления структурнофункциональных элементов мотивов в надсемействе цитохромов Р0. Для решения этой задачи привлекается концепция наличия элементов общего и частного в структурах белков надсемейства с учетом основных положений островной гипотезы, рассматривающей термодинамические ограничения белкового фолдинга ii. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. С каждым годом увеличивается количество расшифрованных первичных структур генов и их продуктов белков. Число записей в соответствующих банках данных растет экспоненциально. Общие свойства структур белков могут быть использованы для их объединения в надсемейства. В надсемейство включается набор белков, характеризующихся общностью биологических свойств. Для ферментов понятие биологических свойств белка основывается на результатах исследования каталитической активности и молекулярного механизма функционирования. Объяснение особенностей каталитических свойств с точки зрения молекулярных механизмов с необходимостью подразумевает анализ структуры анализируемого белка. Таким образом, понятие биологической функции расширяется за счет включения структурного компонента. При этом, часто допускается условная модель, согласно которой все члены надсемейства эволюционировали от некоего гипотетического предшественника. Такая точка зрения обосновывается тем, что как первичные структуры, так и пространственные структуры белков одного надсемейства сходны, или гомологичны. Наблюдаемая гомология белков в составе одного надсемейства позволяет перейти к обратному утверждению о том, что если первичные структуры белков сходны, то, следовательно, они разделяют общность биологических свойств, присущих надсемейству. Указанная логика лежит в основе широкой группы биоинформационных методов, базирующихся на сравнении последовательностей ДНК или аминокислотных остатков. Отнесение белка в состав надсемейства на основе анализа гомологии первичной структуры является общей задачей, которая может быть детализирована путем применения аналогичных методик для создания классификации белков внутри надсемейства.