Классификация функций. Коды ферментов.

Нашли заданный код фермента в таблице - EC 3.4.11.18.

Что значит заданный код фермента

На главной странице сайта IUPAC (lNTERNATIONAL UNION OF PURE AND APPLIED CHEMISTRY) выбрали раздел, посвященный химической номенклатуре.
В этом разделе щелкнули по гиперссылке на страницу совместной комиссии IUBMB-IUPAC по биохимической номенклатуре (JCBN). На открывшейся странице нашли ссылку на номенклатуру ферментов.

Расшифровка каждого пункта указанного кода:

EC 3 Гидролазы. Фермент, катализирующий гидролиз различных связей.
EC 3.4 Пептидазы (пептидные гидролазы), ферменты катализирующие гидролиз пептидных связей.
EC 3.4.11 Аминопептидазы. Экзопептидазы, которые действуют только вблизи концов полипептидных цепей, а именно освобождают свободные отдельные N-концевые аминокислотные остатки.
EC 3.4.11.18 Метионил аминопептидазы. Осущесвляет отщепление N-концевых аминокислотных остатков метионина из пептидов и ариламидов (arylamides).

Сравнение последовательностей ферментов с одинаковым кодом из эволюционно далеких организмов

C помощью SRS по заданному коду (EC 3.4.11.18) нашли в UniProt все ферменты из 3-х хорошо изученных модельных организмов - кишечной палочки Escherichia coli K-12, археи Methanococcus jannaschii и человека.

Для упрощения запроса воспользовались тем, что для белков из этих организмов приняты короткие имена, оканчивающиеся на "_Ecoli", "_Human", "_Metja". Это позволило легко отфильтровать разные штаммы Ecoli. Исследовались только те последовательности, гены которых имеют имена, для этого при запросе выбали поле имени гена и поставили звездочку.

Для начала получили доменную структуру найденных белков, для этого использовали вариант просмотра результата SW_InterProMatches, который позволяет быстро посмотреть на все мотивы в последовательностях.
Сравнение проводилось только по доменам из Pfam.

В результате мы получили следущее - во всех ферментах встречается один и тот же домен (описанный в Pfam). Это домен с идентификатором PF00557. К данному семейству относятся металлопротеазы. По полученным данным была создана таблица:

Сравнение доменной структуры ферментов из далеких организмов

	UniProt ID	UniProt AC	Имя гена	Домен
	UniProt ID	UniProt AC	Имя гена	Идентификатор Pfam	Положение в последовательности
1	AMPM1_HUMAN	P53582	METAP1	PF00557	137-373
2	AMPM2_HUMAN	P50579	METAP2	PF00557	167-415
3	AMPM_ECOLI	P0AE18	MAP	PF00557	12-250
4	AMPM_METJA	Q58725	MAP	PF00557	7-237
5	Q6UB28_HUMAN	Q6UB28	MAP1D	PF00557	95-330

Видим, что есть некоторое различие в длине домена для разных последовательностей ( длина колеблется в пределах от 230 до 248). Обратим внимание также на то, что для человека помимо обычного фермента и митохондриального встречается еще одна разновидность, котороя возможно будет значительно отличаться от остальных Далее в этом задании нам необходимо было оценить сходство аминокислотных последоватльностей для доменов. Дляэтого мы сохранили полученные последовательности в FASTA формате, а затем попаро выровняли, получив характеристику сходства. Для выполнения можно использовать средства kodomo-count, был создан скрипт файл, при помощи которого осуществляется попарное выравнивание при помощи программы needle (мне показалось, что длина доменов примерно одинакова). Результаты выравниваний приведены вв нижележащей таблице (приведены значения сходтва для попарных выравниваний каждого с каждым):

AMPM1_HUMAN AMPM2_HUMAN AMPM_ECOLI AMPM_METJA

AMPM2_HUMAN 32.1% - - -

AMPM_ECOLI 62.2% 34.7% - -

AMPM_METJA 41.5% 52.7% 42.2% -

Q6UB28_HUMAN 65.0% 33.3% 61.1% 37.2%

Как мы можем видеть, ряд доменов выровнялся довольно неплохо, интересно, что митохондриальный белок выровнялся хорошо как с нормальным из человека, так и с ферментом из кишечной палочки, да и сами они попарно выровнялись неплохо (все примерно со сходтвом в 60 процентов). С другой стороны, все эти последовательности гораздо хуже выровнялись с другими и одновременно лучше выровнялись друг с другом, что свидетельствует непонятно о чем, так как мне не удалось узнать, чем же различаются эти две аминопептидазы у человека. Однако была найдена статья (ее недостатком являлось то, что она была за 95 год, и авторы указывали, что у них существует нехватка материала), в которой указывалось, что существует разделение на 2 типа кобальт-зависимых семейств метиониновых пептидаз,однако ко времени написания статьи не было достаточно материала, чтобы указать, существует ли какое либо четкое разделение по таксонам этих двух групп.