Практикум 11. Гомология и выравнивание. Домены. JalView

Тема: Семейство белковых доменов Profilin (PF00235)

1. Описание выбранного семейства доменов

Профилины являются небольшими эукариотическими белками, выполняющими различные функции. У растений они являются основными аллергенами, содержащимися в пыльце. Основная функция — связывание актина: они предотвращают полимеризацию G-актина в филаменты (F-актин), но при определенных обстоятельствах, наоборот, способствуют полимеризации актина.

В эту группу также входят археальные профилины Asgard (профилин Тора, профилины Локи-1 и Локи-2), которые связываются с актином и регулируют структуру цитоскелета. Это указывает на то, что у архей Asgard есть функциональный актиновый аппарат, подобный эукариотическому.

Таблица 11-1. Формальные данные семейства Profilin

Характеристика	Значение
AC семейства (Pfam)	PF00235
ID (InterPro)	IPR048278
Название	Profilin
Число последовательностей (Seed)	221
Число последовательностей (Full/All)	~10 000
Число доменных архитектур	126
Таксономическое распределение (Swiss-Prot)	Eukaryota: 10 000; Archaea (Asgard): 35; Bacteria: 4

Домен широко распространён среди эукариот. Наличие у архей Асгарда подтверждает эволюционную связь с эукариотическим цитоскелетом.

2. Анализ выравнивания seed (221 последовательность)

Размер выравнивания: 259 колонок.

Таблица 11-2. Характеристика колонок выравнивания

Свойства выравнивания	Результат
Максимально достоверный блок (все последовательности)	Колонки 193-199
Блок, включающий не все последовательности	Колонки 179-186 (не отражают эволюцию / не все последовательности)
90% консервативные колонки	101 [E], 131 [G], 254 [L]
100% консервативные колонки	12 [ILA], 131 [G]
Участок, где выравнивание не отражает ход эволюции	Блок 179-186

Проект JalView: seed_alignment.jvp

Рис. 1. Визуализация консервативных блоков выравнивания (View 1-3 в JalView).

3. Карта локального сходства (Dotplot)

Сравнение белков с одним доменом (профилин), но разной доменной архитектурой. Белок P07274 состоит только из домена профилина (маленький, предположительно более древний, >10 000 последовательностей в базе). Белок A5AW47 — мультидоменный, одним из доменов которого является профилин (около 100 последовательностей с такой архитектурой).

Таблица 11-3. Параметры точечной матрицы

Параметр	Последовательность 1 (P07274)	Последовательность 2 (A5AW47)
AC UniProt	P07274	A5AW47
Доменная архитектура	Только Profilin	Мультидоменный белок + Profilin
Длина последовательности	~130 а.о.	~400+ а.о.

Комментарий к карте: На матрице сходств видно, что белок A5AW47 является мультидоменным. Локальное сходство наблюдается только в регионе, соответствующем профилиновому домену. Белок P07274 состоит только из домена профилина, это маленький белок эукариот, скорее всего эволюционно более древний, чем A5AW47. На это указывает также их количество: белков с доменной архитектурой A5AW47 около 100, а у P07274 — более 10 000.