Классификация функций. Коды ферментов

1. Значение кода фермента

Заданный код фермента - 6.1.1.1

EC 6 - лигазы (ферменты, катализирующие соединение двух молекул, сопровождаемое гидролизом дифосфатной связи в АТФ или аналогичном трифосфате)
EC 6.1 - ферменты, образующие связь между атомами углерода и кислорода
EC 6.1.1 - аминоацил-тРНК синтетазы
EC 6.1.1.1 - тирозиновая аминоацил-тРНК синтетазы

Описание фермента, соответствующего данному коду:

Принятое имя: тирозин-тРНК лигаза
Реакция: ATP + L-tyrosine + tRNA^Tyr = AMP + diphosphate + L-tyrosyl-tRNA^Tyr
Другие названия фермента: tyrosyl-tRNA synthetase; L-tyrosine-tRNA^Tyr ligase (AMP-forming); tyrosyl-transfer ribonucleate synthetase; tyrosyl-transfer RNA synthetase; tyrosyl-transfer ribonucleic acid synthetase; tyrosyl-tRNA ligase; tyrosine-transfer RNA ligase; tyrosine-transfer ribonucleate synthetase; tyrosine translase; tyrosine tRNA synthetase
Систематическое название: L-tyrosine:tRNA^Tyr ligase (AMP-forming)

2. Сравнение последовательностей ферментов с одинаковым кодом из эволюционно далеких организмов

В SRS был сделан следующий запрос:
((([uniprot-ID:*Ecoli] | [uniprot-ID:*Human]) | [uniprot-ID:*Metja]) & [uniprot-ECNumber:6.1.1.1])
Полученные результаты:

	UniProt ID	UniProt AC	Имя гена	Первый домен		Второй домен
	UniProt ID	UniProt AC	Имя гена	Идентификатор Pfam	Положение в последовательности	Идентификатор Pfam	Положение в последовательности
1	SYYC_HUMAN	P54577	YARS	PF00579	30 - 321	PF01588	369 - 465
2	SYYM_HUMAN	Q9Y2Z4	YARS2	PF00579	74 - 375	—	—
3	SYY_ECOLI	P0AGJ9	TYRS	PF00579	28 - 328	PF01479	358 - 403
4	SYY_METJA	Q57834	TYRS	PF00579	28 - 300	—	—

Среди находок присутствует также белок A2UIT9_ECOLI (AC A2UIT9). Данные об этом белке были внесены в UniProt 20 марта 2007 года. В связи с этим на данный момент в UniProt еще нет данных об имени как соответствующего гена, так и доменной структуры белка. Более того, в разделе «комментарии» указано, что данные о последовательности белка являются лишь предварительными, т.к. получены из WGS (анализа полных геномов).

Как можно увидеть, всего найдено три домена, но только один из них (идентификатор PF00579) присутствует в составе более чем одного белка. Его анализ и производился в дальнейшем.

Попарные выравнивания

Для построения попарных выравнивания использовалась встроенная в SRS программа NeedleP (меню Launch analysis tool). Параметры, поставленные по умолчанию (матрица EBLOSUM62, штраф за открытие гэпа 10,0 и за продолжение гэпа 0,5), не изменялись.
Полученные результаты:

	Идентичность, %	Сходство, %	Гэпы, %	Вес выравнивания
SYYC_HUMAN, SYYM_ECOLI	20,6	35,2	22,7	69,0
SYY_ECOLI, SYY_METJA	17,7	32,2	36,5	88,5
SYY_ECOLI, SYYC_HUMAN	19,6	34,7	24,0	56,5
SYY_METJA, SYYC_HUMAN	36,6	57,6	8,5	455,5
SYYM_HUMAN, SYY_ECOLI	40,4	57,1	13,9	619,5
SYYM_HUMAN, SYY_METJA	21,4	36,7	31,4	154

Другие данные, а также сами выравнивания, можно увидеть на следующих страницах:
SYY_ECOLI, SYYC_HUMAN
SYY_METJA, SYYC_HUMAN
SYYM_HUMAN, SYY_ECOLI
SYYM_HUMAN, SYYC_HUMAN
SYY_ECOLI, SYY_METJA
SYYM_HUMAN, SYY_METJA

Белки находятся в эволюционно далеких организмах: археи, бактерии и эукариоты. Белок SYYC_HUMAN функционирует как лигаза в составе митохондриального матрикса, а поэтому его можно рассматривать аналогично белкам из эволюционно далеких видов (митохондрии во многом близки к прокариотическим организмам).
Как можно увидеть из результатов, домены белков демонстрируют высокое сходство при попарном выравнивании. Это свидетельствует о консервативности данного домена. В то же время (по данным Pfam для домена), сами аминоацил-тРНК синтетазы обладают малой идентичностью (по последовательности). Вероятно, консервативность данного домена обеспечила неизменность реакции, осуществляемой ферментом (данный домен осуществляет катализ), а другие изменения в его структуре были связаны с особенностями функционирования в тех или иных организмах.

Если составить множественное выравнивание (программа ClustalW), то можно увидеть, какие аминокислотные остатки являются консервативными для всех четырех доменов (в том числе 9 остатков, сохраняющихся во всех доменах и расположенных достаточно близко друг к другу).