11. Гомология и множественное выравнивание

Множественное выравнивание семейства цинк-связывающих доменов zf_CopZ (PF18423) из Pfam

Выбор и описание Домена

Семейство доменов было выбран при прохождении фильтра по параметрам seed и full и по известной мне функции.

AC: PF18423
ID: zf_CopZ
Название: Zinc binding domain
seed: 61
full: 269
число доменных архитектур: 9
3D-структуры: 2

Функция домена

Это N-концевой домен, содержащий одноядерный центр связывания цинка.

3D структура

Преобладающие структуры - α-спирали, но присутсвтуют и β-листы.

Распространенность среди таксонов

Данное семейство доменов встречается в основном у бактерий, и в меньшей степени у архей.

Fig. 1 Распределение встречаемости семейства доменов по таксонам.

Доменная архитектура

Домен zf_CopZ выделен зеленым цветом. Так как белки, связывающие ионы металлов зачастую довольно специфичным, 137 последовательностей (больше половины) содержат в себе только zf_CopZ домен. Интересно, что зачастую в белках этот цинк-связывающий домен ассоциирован с доменами, связывающими другие ионы металла: так 7 из 269 белков содержат в себе домен MerT, отвечающий за связывание ионов ртути. 120 последовательностей содержат zf_CopZ домен вместе с [2Fe-2S] связывающим доменом: такая архетиктура встречается у белков CopZ, которые содержат в себе [2Fe-2S] кластер и могут связывать ионы Cu+.


Описание выравнивания seed

Множественное выравнивание seed (ссылка на проект JalView) было окрашено при помощи Clustal (окарска АК, сходных по свойствам). Для оценки сходства блоков и использовалась функция Above identity threshold.

Пороги идентичности

При пороге 100% modify identity threshold абсолютно консервативными являются 3 АК: на 4, 40 и 45 позиции - все они соответсвуют цистеину. При значении 90% добавляется еще 2 АК на 5 и 49 позиции. Порог 50% проходит 17 АК.

Максимально достоверные блоки

  • В позиции 4-7 АК (длиной 4, ~88% идентичности)
  • В позиции 45-49 АК (длиной 5, ~70% идентичности)

Можно заметить, что все максимально достоверные блоки содержат в себе остатки цистена, и, как отмечалось ранее, все эти цистеины на 100% консервативны для всего рассматривамеого семейства доменов. Это обясняется тем, что эти цистеины располагаются в активном центре играет ключевую роль в связывании ионов цинка.

Недостоверные блоки

Эти блоки имеют довольно небольшой процент идентичности, но содержат АК со схожими свойствами и в целом могут отражать ход эволюции.

  • В позиции 37-40 АК (длиной 4)
  • Последовательности с 3 по 28, В позиции 25-28 АК (длиной 4)
  • В позиции 14-18 АК (длиной 5)
Fig. 2 Консервативные для всего семейства цистеины.

Вывод о выравнивании

Выравнивание содержит относительно небольшое число коротких блоков, но многие из них обладают высокой консервативностью. ГЭПов достаточно мало, они чаще всего единичные. Выделено 2 блока с максимальной достоверностью, они содержат консервативные остатки цистеина. АК этих блоков участвуют в формировании микроокружения функциональных остатков цистеина, что в совокупности обеспечивает способность хелатировать ионы цинка.