На главной странице сайта IUPAC (lNTERNATIONAL UNION OF PURE AND APPLIED CHEMISTRY) я выбрала раздел, посвященный химической номенклатуре. В этом разделе я нашла гиперссылку на страницу совместной комиссии IUBMB-IUPAC по биохимической номенклатуре (JCBN). На открывшейся странице я нашла ссылку на номенклатуру ферментов. Описание каждого класса ферментов содержит "Введение", из котороого я брала информацию, изложенную ниже.
Трансферазы - ферменты, переносящие группу, например, группу метила или гликозильную группу, от одного вещества (в общем случае донора) к другому (в обще м случае акцептору). Классификация основана на схеме 'донор:акцептор переносимая группа'. Принятые названия обычно формируются как 'акцепторная переносимая группа' или 'донорная переносимая группа'. Во многих случаях, донором является кофактор (кофермент), имеющий группу, которая будет перенесена.
К этому классу принадлежат все ферменты, переносящие гликозильную группы. Некоторые из этих ферментов также катализируют гидролиз, который может быть рассмотрен как передача гликозильной группы от донора к воде. Кроме того, неорганический фосфат может служить как акцептор в случае реакции, катализируемой фосфорилазами; фосфорилирование гликогена рассматривается как передача одного сахарного остатка от гликогена фосфату. Однако, более общий случай - передача сахара от олигосахарида или высокоэнергетического компонента к другой молекуле углевода-акцептора.
Реакция: 5-phospho-B-D-ribosylamine + diphosphate + L-glutamate = L-glutamine + 5-phospho-a-D-ribose 1-diphosphate + H2O
Другие названия: phosphoribosyldiphosphate 5-amidotransferase; glutamine phosphoribosyldiphosphate amidotransferase; a-5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate amidotransferase; 5'-phosphoribosylpyrophosphate amidotransferase; 5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate amidotransferase; 5-phosphororibosyl-1-pyrophosphate amidotransferase; glutamine 5-phosphoribosylpyrophosphate amidotransferase; glutamine ribosylpyrophosphate 5-phosphate amidotransferase; phosphoribose pyrophosphate amidotransferase; phosphoribosyl pyrophosphate amidotransferase; phosphoribosylpyrophosphate glutamyl amidotransferase
Систематическое название: 5-phosphoribosylamine:diphosphate phospho-a-D-ribosyltransferase (glutamate-amidating)
Ссылки на другие базы данных: BRENDA, EXPASY, KEGG, ERGO, PDB, CAS registry number: 9031-82-7
Статьи:
1. Caskey, C.T., Ashton, D.M. and Wyngaarden, J.B. The enzymology of feedback inhibition of glutamine phosphoribosylpyrophosphate amidotransferase by purine ribonucleotides. J. Biol. Chem. 239 (1964) 2570-2579.
2. Hartman, S.C. and Buchanan, J.M. Biosynthesis of the purines. XXI. 5-Phosphoribosylpyrophosphate amidotransferase. J. Biol. Chem. 233 (1958) 451-455.
Я провела поиск ферментов с заданным кодом 2.4.2.14 в Uniprot из трех организмов: кишечной палочки Escherichia coli K-12, археи Methanococcus jannaschii и человека. Для поиска я ввела такой запрос, при котором учитывалось, что для данных организмов приняты короткие имена, оканчивающиеся на "_Ecoli", "_Human", "_Metja":
([uniprot-ECNumber:2.4.2.14] & (([uniprot-ID:*_ECOLI] | [uniprot-ID:*_HUMAN]) | [uniprot-ID:*_METJA]))
Предварительно мы сняли опцию "use wilcard". В результате мы получили три находки, по
одной на каждый организм.
С помощью SW_InterProMatches мы получили домены найденных белков. Ниже в
таблицу внесена информация относительно доменов Pfam:
UniProt ID |
UniProt AC |
Имя гена |
Первый домен |
Второй домен |
|||
Идентификатор Pfam |
Положение в последовательности |
Идентификатор Pfam |
Положение в последовательности |
||||
Не сложно заметить, что во всех трёх белках встретились одинаковые домены. Различаются лишь координаты положения их в последовательности, но и они варьируюся не сильно.
С помощью встроенной в SRS программы NeedleP в меню Launch analysis tool мы выравняли гомологичные домены. При выравнивании мы указывали в специальных окошках начало и конец доменов. При поиске мы оставили матрицу EBLOSUM62 и штраф за открытие гэпа - 10,0, штраф за каждый последующий гэп после открытого (за продолжение гэпа) - 0,5, стоящие по умолчанию. В результате мы получили следующие выравнивания:
PF00310(PUR1_ECOLI) - PF00310(PUR1_HUMAN)
Length: 238
Identity: 86/238 (36.1%)
Similarity: 127/238 (53.4%)
Gaps: 41/238 (17.2%)
Score: 311.0
PUR1_ECOLI 1 MCGIVG--IAGVMPVNQSIYDALTV----LQHRGQDAAGIITIDANN--C 42
||:.| .:|..|....:...:|: ||||||::|||:|.|.:: .
PUR1_HUMAN 1 -CGVFGCIASGEWPTQLDVPHVITLGLVGLQHRGQESAGIVTSDGSSVPT 49
PUR1_ECOLI 43 FRLRKANGLVSDVFEARHMQRLQ-GNMGIGHVRYPTAGSSSASEAQPFYV 91
|:..|..|||:.||...::::|. .|:||||.||.|.|.......|||.|
PUR1_HUMAN 50 FKSHKGMGLVNHVFTEDNLKKLYVSNLGIGHTRYATTGKCELENCQPFVV 99
PUR1_ECOLI 92 NSPYG-ITLAHNGNLTNAHELRKKLFEEKRRH---INTTSDSEILLNIFA 137
.:.:| |.:||||.|.||..|||||. || ::|:||||::..:.|
PUR1_HUMAN 100 ETLHGKIAVAHNGELVNAARLRKKLL----RHGIGLSTSSDSEMITQLLA 145
PUR1_ECOLI 138 SELDNFRHY--PLEADNIFAAIAATNRLIRGAYACVAMIIGHGMV--AFR 183
| |.|.|:....:|....|::.|....:::|.|..| |.|
PUR1_HUMAN 146 --------YTPPQEQDDTPDWVARIKNLMKEAPTAYSLLIMHRDVIYAVR 187
PUR1_ECOLI 184 DPNGIRPLVLGK----RDIDE-----NRTE-YMVASE- 210
||.|.|||.:|: .||:: :.|| ::|:||
PUR1_HUMAN 188 DPYGNRPLCIGRLIPVSDINDKEKKTSETEGWVVSSES 225
PF00156(PUR1_ECOLI) - PF00156(PUR1_HUMAN)
Length: 155
Identity: 62/155 (40.0%)
Similarity: 93/155 (60.0%)
Gaps: 7/155 ( 4.5%)
Score: 284.5
PUR1_ECOLI 1 PDSFIDKISVYSARVNMGTKLGEKIAREWEDLDIDVVIPIPETSCDIALE 50
||..:...||:.|. :.|:::|.| ..:|.|:|..:||::...||.
PUR1_HUMAN 1 -DSMFEDQMVYTVRY----RCGQQLAIE-APVDADLVSTVPESATPAALA 44
PUR1_ECOLI 51 IARILGKPYRQGFVKNRYVGRTFIMPGQQLRRKSVRRKLNANRAEFRDKN 100
.|...|.||.:...||||||||||.|..:||:..|.:|.......|:.|.
PUR1_HUMAN 45 YAGKCGLPYVEVLCKNRYVGRTFIQPNMRLRQLGVAKKFGVLSDNFKGKR 94
PUR1_ECOLI 101 VLLVDDSIVRGTTSEQIIEMAREAGAKKVYLASAAPEIRFPNVYGIDMPS 150
::|||||||||.|...||::.:|:|||:|::..|:|.|::|...||::|:
PUR1_HUMAN 95 IVLVDDSIVRGNTISPIIKLLKESGAKEVHIRVASPPIKYPCFMGINIPT 144
PUR1_ECOLI 151 ATEL- 154
..||
PUR1_HUMAN 145 KEELI 149
Но к величайшему сожалению в этот момент SRS перестал работать. Поэтому вторую половину работы пришлось доделывать с помощью сервера kodomo.
С помощью программы
extractseq sw:XXXXXX outputfile.fasta -regions 'n1-n2'получаем последовательности нужных доменов (программа сама вырезает участок с n1 по n2 аминокислотный остаток). Для получения информации о попарной идентичности можно использовать скрипт составленный из нескольких запусков программы needle:
needle 11.fasta 21.fasta 11-21.needle -auto needle 21.fasta 31.fasta 21-31.needle -auto needle 11.fasta 31.fasta 11-31.needle -auto needle 12.fasta 22.fasta 12-22.needle -auto needle 22.fasta 32.fasta 22-32.needle -auto needle 12.fasta 32.fasta 12-32.needle -auto
Остальные выравнивания:
PF00310(PUR1_ECOLI) - PF00310(PUR1_METJA)
Length: 214
Identity: 88/214 (41.1%)
Similarity: 121/214 (56.5%)
Gaps: 20/214 ( 9.3%)
Score: 349.5
PUR1_ECOLI 1 MCGIVGIAGVMPVN--QSIYDALTVLQHRGQDAAGIITIDANNCFRLRKA 48
||||.||.....:| :.||..|..||||||:.|||.|.|..| ....|.
PUR1_METJA 1 MCGIFGIYSYERLNVAKKIYYGLFALQHRGQEGAGIATSDGKN-IHYYKN 49
PUR1_ECOLI 49 NGLVSDVFEARHMQRLQGNMGIGHVRYPTAGSSSASEAQPFYVNSPYG-I 97
.|||:|||:...:|.|.|.:|||||||.|.|..:....|||.|.|.:| |
PUR1_METJA 50 IGLVTDVFKNETLQNLFGYIGIGHVRYSTTGGKAVENCQPFVVKSSFGNI 99
PUR1_ECOLI 98 TLAHNGNLTNAHELRKKLFEEKRRHINTTS-DSEILLNIFASELDNFRHY 146
.:||||:|.|:.|||::| |.:.||.|:| |||::..:...||
PUR1_METJA 100 AIAHNGDLVNSDELRREL--EMKGHIFTSSTDSEVIAQLLVREL------ 141
PUR1_ECOLI 147 PLEADNIFAAIAATNRLIRGAYACVAMIIGHGMVAFRDPNGIRPLVLGKR 196
|:..:...||..|.:.:.|||:.:.| ....::|.|||.|.:||.:|:
PUR1_METJA 142 -LKTSDKIEAIKNTLKKLVGAYSLLIM-FNDSLIAVRDPWGFKPLCIGR- 188
PUR1_ECOLI 197 DIDENRTEYMVASE 210
|| :...::||
PUR1_METJA 189 --DE--SNIYISSE 198
PF00156(PUR1_ECOLI) - PF00156(PUR1_METJA)
Length: 157
Identity: 74/157 (47.1%)
Similarity: 97/157 (61.8%)
Gaps: 14/157 ( 8.9%)
Score: 341.5
PUR1_ECOLI 1 ---PDSFIDKISVYSARVNMGTKLGEKIAREWEDLDIDVVIPIPETSCDI 47
|||.||.||||..| .::|:.:|:| ..:|.|||.|||::....
PUR1_METJA 1 FARPDSTIDGISVYKVR----KRIGKILAKE-HPVDADVVSPIPDSGVTF 45
PUR1_ECOLI 48 ALEIARILGKPYRQGFVKNRYVGRTFIMPGQQLRRKSVRRKLNANRAEFR 97
||..:...|.||.:|.:||||||||||:|.|..|..:||.||:..::...
PUR1_METJA 46 ALGFSEESGIPYYEGLIKNRYVGRTFILPSQNERELAVRLKLSPVKSVLE 95
PUR1_ECOLI 98 DKNVLLVDDSIVRGTTSEQIIEMAREAGAKKVYLASAAPEIRFPNVYGID 147
.|.|:||||||||||||.:|:.|.|:||||:|:|....|:|..|..||||
PUR1_METJA 96 GKRVVLVDDSIVRGTTSRRIVNMVRKAGAKEVHLRIGCPKIISPCYYGID 145
PUR1_ECOLI 148 MPSATEL 154
|
PUR1_METJA 146 M------ 146
PF00310(PUR1_HUMAN) - PF00310(PUR1_METJA)
Length: 226
Identity: 103/226 (45.6%)
Similarity: 137/226 (60.6%)
Gaps: 29/226 (12.8%)
Score: 442.5
PUR1_HUMAN 1 -CGVFGCIASGEWPTQLDVPHVITLGLVGLQHRGQESAGIVTSDGSSVPT 49
||:|| |.|.| :|:|...|..||..|||||||.|||.||||.::..
PUR1_METJA 1 MCGIFG-IYSYE---RLNVAKKIYYGLFALQHRGQEGAGIATSDGKNIHY 46
PUR1_HUMAN 50 FKSHKGMGLVNHVFTEDNLKKLYVSNLGIGHTRYATTGKCELENCQPFVV 99
:|: :|||..||..:.|:.|: ..:||||.||:|||...:||||||||
PUR1_METJA 47 YKN---IGLVTDVFKNETLQNLF-GYIGIGHVRYSTTGGKAVENCQPFVV 92
PUR1_HUMAN 100 ETLHGKIAVAHNGELVNAARLRKKLLRHGIGLSTSSDSEMITQLLAYTPP 149
::..|.||:||||:|||:..||::|...|...::|:|||:|.|||.
PUR1_METJA 93 KSSFGNIAIAHNGDLVNSDELRRELEMKGHIFTSSTDSEVIAQLLV---- 138
PUR1_HUMAN 150 QEQDDTPDWVARIKNLMKEAPTAYSLLIMHRDVIYAVRDPYGNRPLCIGR 199
:|...|.|.:..|||.:|:...|||||||..|.:.|||||:|.:||||||
PUR1_METJA 139 RELLKTSDKIEAIKNTLKKLVGAYSLLIMFNDSLIAVRDPWGFKPLCIGR 188
PUR1_HUMAN 200 LIPVSDINDKEKKTSETEGWVVSSES 225
:.....:|||
PUR1_METJA 189 ---------------DESNIYISSE- 198
PF00156(PUR1_HUMAN) - PF00156(PUR1_METJA)
Length: 153
Identity: 70/153 (45.8%)
Similarity: 95/153 (62.1%)
Gaps: 11/153 ( 7.2%)
Score: 349.0
PUR1_HUMAN 1 ----DSMFEDQMVYTVRYRCGQQLAIEAPVDADLVSTVPESATPAALAYA 46
||..:...||.||.|.|:.||.|.|||||:||.:|:|....||.::
PUR1_METJA 1 FARPDSTIDGISVYKVRKRIGKILAKEHPVDADVVSPIPDSGVTFALGFS 50
PUR1_HUMAN 47 GKCGLPYVEVLCKNRYVGRTFIQPNMRLRQLGVAKKFGVLSDNFKGKRIV 96
.:.|:||.|.|.||||||||||.|:...|:|.|..|...:....:|||:|
PUR1_METJA 51 EESGIPYYEGLIKNRYVGRTFILPSQNERELAVRLKLSPVKSVLEGKRVV 100
PUR1_HUMAN 97 LVDDSIVRGNTISPIIKLLKESGAKEVHIRVASPPIKYPCFMGINIPTKE 146
|||||||||.|...|:.:::::||||||:|:..|.|..||:.||::
PUR1_METJA 101 LVDDSIVRGTTSRRIVNMVRKAGAKEVHLRIGCPKIISPCYYGIDM---- 146
PUR1_HUMAN 147 ELI 149
PUR1_METJA 146 --- 146
Таблица, отражающая попарное сходство доменов:
| PF00310(PUR1_ECOLI) - PF00310(PUR1_HUMAN) | 86/238 (36.1%) |
| PF00156(PUR1_ECOLI) - PF00156(PUR1_HUMAN) | 62/155 (40.0%) |
| PF00310(PUR1_ECOLI) - PF00310(PUR1_METJA) | 88/214 (41.1%) |
| PF00156(PUR1_ECOLI) - PF00156(PUR1_METJA) | 74/157 (47.1%) |
| PF00310(PUR1_HUMAN) - PF00310(PUR1_METJA) | 103/226 (45.6%) |
| PF00156(PUR1_HUMAN) - PF00156(PUR1_METJA) | 70/153 (45.8%) |
Проценты идентичности для таких далёких организмов как кишечная палочка, архея и человек велики. Такая консервативность домена, по всей видимости, обусловлена важностью синтеза пуринов.