• Второй семестр
• Семестры
• Главная страница

Практикум 11. Гомология и выравнивание. Домены. JalView

Краткое описание семейства доменов

Я выбрала семейство WW domain (PF00397). В seed больше 20 последовательностей, структур в базе много (≥3).

Таблица 11-1. Краткое описание семейства

Поле Информация Комментарии
AC pfam PF00397 версия семейства PF00397.33
ID / Name WW / WW domain
#SEED 420 по строке #=GF SQ в Stockholm seed
#All (proteins) ~86 794 по счётчикам InterPro (matches ~144 к)
#SW 189 белки Swiss-Prot / reviewed
#architectures 2327 очень много контекстов: WW часто «модуль» в крупных белках
#3D 312 структуры в InterPro
Taxonomy преимущественно эукариоты ~9320 таксонов; домен типичен для эукариотической сигнализации

WW — маленький белковый модуль (около 35–40 а.о.) с двумя почти абсолютно консервативными триптофанами (отсюда название). Он узнаёт пролин-богатые мотивы партнёров и работает как «липучка» белок–белок взаимодействий в сигнальных путях. По 3D это компактный антипараллельный β-лист; на одной стороне поверхности как раз сидят те самые Trp и соседние ароматические остатки, важные для связывания лиганда.

Доменных архитектур тысячи: WW встречается и в одиночку (как у PIN1 вместе с пролил-изомеразой), и пачками (как несколько WW у убиквитин-лигаз семейства NEDD4 рядом с HECT-доменом). Интересно, что сам модуль короткий и узнаваемый, а «соседи» по цепи задают биологическую роль белка.

Описание выравнивания seed

Seed-выравнивание я скачала из InterPro (Stockholm, PF00397_seed.sto; также PF00397_seed.fasta). Длина выравнивания — 39 колонок, 420 последовательностей.

Таблица 11-2. Блоки seed-выравнивания

Пункт задания Колонки Комментарий
Максимальный достоверный блок со фрагментами из всех последовательностей 1–5 (консенсус LPPGW) Во всех 420 последовательностях колонки заполнены; средняя доля совпадений с консенсусом ~0.58. Особенно надёжен W в колонке 5 (идентичность ~0.99) — первый «фирменный» триптофан WW.
Дополнительно: ещё один блок со всеми последовательностями 21–25 (VYYYN) Второй устойчивый участок ядра: два тирозина в колонках 22–23 (~0.79). Вместе с блоком 1–5 и конечным W36 / P39 это и есть узнаваемый «каркас» домена.
Блок / участок, где участвуют не все последовательности одинаково надёжно 6–12 Сразу после первого Trp много гэпов и низкой согласованности: часть seed-последовательностей здесь «рвётся» вставками/делециями. Это уже не общий для всех плотный блок, а зона вариабельной петли между консервативными элементами.
Участок, где нет оснований считать, что выравнивание отражает ход эволюции 14–18 и снова 29–33 Высокая доля гэпов и/или низкая идентичность среди присутствующих букв: колонки выглядят скорее как выравнивание «по длине», чем как позиционно гомологичные сайты. На таких отрезках нельзя уверенно говорить о общих предковых остатках.

Проект Jalview с тремя View (для пунктов таблицы): импортируйте PF00397_seed.fasta (File → Open), затем View → New View для каждого пункта и сохраните проект локально, если нужен файл .jvp.

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

Доменная архитектура 1 PF00397-PF00639
Белок с архитектурой 1 Q13526 Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase NIMA-interacting 1
Доменная архитектура 2 PF00397-PF00397-PF00397-PF00397-PF00632
Белок с архитектурой 2 P46934 E3 ubiquitin-protein ligase NEDD4
Карта локального сходства
Рис. 1. Карта локального сходства.

На карте локального сходства видно несколько параллельных диагональных фрагментов: это повторяющиеся домены WW. Один и тот же короткий участок последовательности находит сходство в нескольких местах второй последовательности, что соответствует нескольким копиям WW в доменной архитектуре.