Классификация ферментов EC

1. Сбор информации о своем ферменте

Данный мне фермент - AOFA_HUMAN, моноамин оксидаза (существуют альтернативные названия) с EC=1.4.3.4. EC=1.4.3 говорит о том, что акцептором служит кислород, EC=1.4 - реакция идет по CH-NH₂ группе донора, EC=1 - фермент относится к классу оксидоредуктаз.

Реакции, катализируемые оксидоредуктазами, в общем виде выглядят так:

A^- + B → A + B^- , где A - восстановитель (донор электронов), а B - окислитель (акцептор электронов).

Амин оксидазы - это ферменты, катализирующие окисление широкого спектра аминов, включая нейромедиаторы, гистаминовые и ксенобиотические амины. Делятся на два типа, один из которых представляет собой флавин-содержащие амин оксидазы (с кофактором FAD) - это данный мне фермент. Флавин-содержащая амин оксидаза действует на первичные, а также на некоторые вторичные и третичные амины. Располагается на внешней мембране митохондрий, на цитоплазматической стороне мембраны и встречается с мембранными белками, а именно, с Single-pass type IV membrane protein.

Схема реакции, катализируемой ферментом:

RCH₂NHR' + H₂O + O₂ ↔ RCHO + R'NH₂ + H₂O₂

2. Сколько ферментов человека с близкими функциями описано в Swiss-Prot?

С помощью поиска SRS по Swiss-Prot нахожу 571 фермента человека с тем же классом по EC, 19 - с тем же классом и подклассом, 14 - с тремя общими уровнями классификации, 2 - со всеми четырьмя.

3. Насколько сохраняется функция фермента у белков со сходными последовательностями?

С помощью поиска SRS по Swiss-Prot получаю список всех белков мыши (Mus musculus) из Swiss-Prot класса 1 по классификации EC.

Полученный результат сохраняю в виде файлов mus.fasta с последовательностью в Fasta-формате и mus.txt , содержащем текстовую таблицу, в которой против ID каждого белка указан его полный EC-код. Классификация некоторых найденных белков до конца невыяснена.

Всего нашлось 549 белков, у 18 из них тот же подкласс по EC что и у моего фермента, у 14 - плюс тот же третий уровень классификации, у 2 совпадает вся классификация.

Получаю последовательность своего фермента aofa_human.fasta :

Пользуясь программой blastp, нахожу среди белков, найденных в предыдущем пункте, сходные по последовательности с моим ферментом. Порог по e-value ставлю равным 1.

Всего нашлось 20 белков, 11 из них имеют e-value меньше 0,001 (7e-04 - максимальное значение) и их можно считать достоверными гомологами. Поиск с порогом по e-value 10 дает 34 находки.

Привожу таблицу, отражающую насколько сохраняется функция (т.е. подкласс, подподкласс и порядковый номер EC) в зависимости от позиции находки в выдаче blastp.

ID	E-value находки	EC фермента	Функция
AOFA_MOUSE и AOFB_MOUSE	0.0	1.4.3.4	Сохраняется
OXLA_MOUSE	9e-16	1.4.3.2	Сохраняется за исключением порядкового номера
Остальные 29	от 5e-11 до 8.4	1.5.3.13, 1.3.99.23	Сохраняется только класс

2 первых фермента AOFA_MOUSE и AOFB_MOUSE с e-value 0.0 совпадают с ферментом AOFA_HUMAN как по классификации, так по функции и локализации в клетке. При этом значения Identity для них 88% и 73% соответственно.

Для следующей находки OXLA_MOUSE Identity равно 23% и данный фермент уже имеет порядковый номер, отличный от номера моего фермента. Также немного отличается его функция и локализация. Это лизосомальная оксидаза L-аминокислот.

Для белков с e-value от 5e-11 до 8.4 Identity варьирует от 21% до 46%, тем не менее в их классификации EC совпадает только класс.