Описания семейства доменов

В предыдущем практикуме был выбран домен с PFAM AC PF10566, который является каталитической областью семейства бактериальных гликозилгидролаз.

Параметр	Информация
AC pfam	PF10566
ID pfam	Glycoside hydrolase 97
#SEED	44
#All	12000
#SW	3
#architectures	143
#3D	17
Taxonomy	12726
#eukaryota	59
#archaea	117
#bacteria	12378

На рисунке 1 представлено строение исследуемого домена, который был предсказан в Alphafold. Как сказано в описании, каталитический домен обладает характерной (β/α)-структурой, которая является консервативной для данного семейства гликозидаз. Помимо центрального каталитического домена, эти белки содержат дополнительные структурные элементы: N- и C-концевые участки, преимущественно состоящие из β-цепей, формируют вспомогательные некаталитические домены, которые, вероятно, играют роль в стабилизации общей структуры белка. β-листы собраны в одну компактную бочонковидную структуру, α-спирали образуют отдельные кластеры.

Как видно из таблицы 1, данный домен широко распространен среди бактерий, но также очень редко встречается у архей и эукариот.

Карта локального сходства (dotplot) двух последовательностей с одним и тем же доменом, но с разной доменной архитектурой

	Информация	Protein name
Доменная архитектура 1	PF14508 - PF10566 - PF14509
Белок с архитектурой 1	Q9AA15	Alpha-glucosidase, putative
Доменная архитектура 2	PF14508 - PF10566 - PF14509 - PF10633 - PF08305
Белок с архитектурой 2	D6A157	Glycosyl hydrolase family 98 putative carbohydrate-binding module domain-containing protein

Белок Q9AA15 был выделен из бактерии Caulobacter vibrioides, D6A157 — из Streptomyces viridosporus. В UniprotKB белок D6A157 также имеет название Alpha-glucosidase. Карта локального сходства (рис. 2) демонстрирует гомологию данных белков, что проявляется в виде наличия больших участков сходства с минимальными разрывами, то есть с минимальными вставками или делециями. На рисунке 3 изображено, какие части последовательностей были локально выравнены, на рис. 4, 5 изображена доменная архитектура белков Q9AA15 и D6A157 соответственно.

В Query был поставлен Q9AA15 (ось абсцисс), а D6A157 является subject (ось ординат). Локальное выравнивание выявило сходство между участками 275-662 у Q9AA15 и 48-396 у D6A157. Участок 275-301 у Q9AA15 и 48-71 у D6A157 соответствует домену PF14508 (ID: Glycosyl-hydrolase 97 N-terminal). Исходя из названия не удивительно, что данный домен находится на N-конце обоих белков. На данном участке произошла 1 вставка/делеция у Q9AA15. У Q9AA15 данный домен намного больше, чем у D6A157, поэтому выравнилась лишь небольшая концевая часть. Участки 306-574 у Q9AA15 и 78-310 у D6A157 соответствуют исследуемому домену PF10566. Как можно заметить, в ходе эволюции у Q9AA15 в данном участке произошло 8 вставок или делеций по сравнению с D6A157. Участки 574-662 у Q9AA15 и 312-396 у D6A157 соответствуют домену PF14509 (ID: Glycosyl-hydrolase 97 C-terminal, oligomerisation). На данном участке произошла одна вставка/делеция у Q9AA15.