На главную страницу
На главную страницу четвертого семестра

Классификация функций. Коды ферментов.

Заданный код фермента (точнее, код катализируемой им реакции) 5.3.1.6.
Расшифровка кода по номенклатуре IUPAC:

	5.*.*.*	Изомеразы – ферменты, катализирующие изменения одной молекулы
	5.3.*.*	Внутримолекулярные оксидоредуктазы – катализируют внутримолекулярные окислительно-восстановительные реакции
	5.3.1.*	преобразования сахаров – альдоз в кетозы и наоборот
	5.3.1.6	Рибозо-5-фосфатизомераза (подробнее – D-рибоза-5-фосфат альдозо-кетозо-изомераза)

Катализируемая реакция:

С помощью SRS в UniProt найдены все белки с данным кодом из организмов кишечной палочки Escherichia coli K-12, археи Methanococcus jannaschii и человека Homo sapiens:

((([uniprot-ID:*_Ecoli*] | [uniprot-ID:*_Human*]) | [uniprot-ID:*_Metja*]) & [uniprot-Description:5.3.1.6*])

Найдено 5 записей, 4 из них содержат по одному домену (Pfam). У Escherichia coli K-12 присутствуют рибоза-5-фосфат изомеразы двух типов (A и B), у остальных – тлько A. A2UCW0_ECOLI в БД Pfam отсутствует.

Сравнение доменной структуры ферментов из далеких организмов

	UniProt ID	UniProt AC	Имя гена	Первый домен
				Идентификатор Pfam	Положение в последовательности
1	RPIA_ECOLI	P0A7Z0 P27252 Q2M9S8	RPIA	PF06026 Ribose 5-phosphate isomerase	47 – 215
2	RPIB_ECOLI	P37351 O32564 Q2M6L3	RPIB	PF02502 Ribose/galactose isomerase	62 – 142
3	RPIA_HUMAN	P49247 Q96BJ6	RPIA	PF06026 Ribose 5-phosphate isomerase	52 – 229
4	RPIA_METJA	Q58998	RPIA	PF06026 Ribose 5-phosphate isomerase	50 – 222
5	A2UCW0_ECOLI	A2UCW0	---	---	---

Далее, оценим сходство последовательностей аминокислот в гомологичных доменах. Для этого используем программу ClustalW (встроенную в SRS версию).

Получено выравнивание (красным выделены белки, содержащие домен PF06026, последний белок, хотя и выполняет такую же функцию, по-видимому, не гомологичен остальным):

*                 2 0                   *                 4 0                   *                 6 0                                                   s                                 l               i     d G a d e                 i k G g G       t   e K i             R P I A _ E C O L I   :   E G A V S S S D A S T E K L K S L G I H V F D L N E V D S L G I Y V D G A D E I N G H . M Q M I K G G G A A L T R E K I   :     5 9 R P I A _ H U M A N   :   L V C I P T S F Q A R Q L I L Q Y G L T L S D L D R H P E I D L A I D G A D E V D A D . L N L I K G G G G C L T Q E K I   :     5 9 R P I A _ M E T J A   :   V F G I P T S F E A K M L A M Q Y E I P L V T L D E Y . D V D I A F D G A D E V E E T T L F L I K G G G G C H T Q E K I   :     5 9 R P I B _ E C O L I   :   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . G I L I C G . . . . . . . . . . . . T G V G I S I A A N K F   :     1 8                                                                                                                                                                                                           *                 8 0                   *               1 0 0                   *               1 2 0                                               a     f         d   s k         L g               p   e V i p   a       V   r   l         g g         r                     R P I A _ E C O L I   :   I A S V A E K F I C I A D A S K Q V D I L G K F P L . . . P V E V I P M A R S A V A R Q L V . K L G G R P E Y R Q G . .   :   1 1 3 R P I A _ H U M A N   :   V A G Y A S R F I V I A D F R K D S K N L G D Q W H K G I P I E V I P M A Y V P V S R A V S Q K F G G V V E L R M A V N   :   1 1 9 R P I A _ M E T J A   :   V D Y N A N E F V V L V D E S K L V K K L G E K F P . . I P V E V I P S A Y R V V I R A L S . E M G G E A V I R L G D R   :   1 1 6 R P I B _ E C O L I   :   A G . . I R A V V C S E P Y S . . . A Q L S R Q H N . . . D T N V L A F G S R V V G L E L A . . . . . . . . . . . . . .   :     5 6                                                                                                                                                                                                           *               1 4 0                   *               1 6 0                   *               1 8 0                                               v   t d n g n   I   D                               i     I p g v v     g   f                     g       g                 R P I A _ E C O L I   :   . . . . V V T D N G N V I L D V H G M E I L D P I A M E N A I N A I P G V V T V G L F A N R G A D V A L I G T P D G V K   :   1 6 9 R P I A _ H U M A N   :   K A G P V V T D N G N F I L D W K F D R V H K W S E V N T A I K M I P G V V D T G L F I N . M A E R V Y F G M Q D G S V   :   1 7 8 R P I A _ M E T J A   :   K R G P V I T D N G N M I I D V F M N . I D D A I E L E K E I N N I P G V V E N G I F T . . K V D K V L V G T K K G V K   :   1 7 3 R P I B _ E C O L I   :   . . . . . . . . . . K M I V D A W L G A Q Y E G G R H Q Q R V E A I T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   :     8 1

Приведенное выравнивание доказывает, что домены действительно негомологичны, и, возможно, механизм катализа принципиально разный.
Поэтому приведемвыравнивание гомологичных доменов:

*                 2 0                   *                 4 0                   *                 6 0                                             6   3 S                       6   6     L 1         6   6     D G A D E 6         6   6 I K G G G       T   E K I             R P I A _ E C O L I   :   E G A V S S S D A S T E K L K S L G I H V F D L N E V D S L G I Y V D G A D E I N G H . M Q M I K G G G A A L T R E K I   :     5 9 R P I A _ H U M A N   :   L V C I P T S F Q A R Q L I L Q Y G L T L S D L D R H P E I D L A I D G A D E V D A D . L N L I K G G G G C L T Q E K I   :     5 9 R P I A _ M E T J A   :   V F G I P T S F E A K M L A M Q Y E I P L V T L D E Y . D V D I A F D G A D E V E E T T L F L I K G G G G C H T Q E K I   :     5 9                                                                                                                                                                                                           *                 8 0                   *               1 0 0                   *               1 2 0                                       6       A     F 6   6   D     K         L G               P 6 E V I P   A       V   R   6         G G         R                     R P I A _ E C O L I   :   I A S V A E K F I C I A D A S K Q V D I L G K F P L . . . P V E V I P M A R S A V A R Q L V . K L G G R P E Y R Q G . .   :   1 1 3 R P I A _ H U M A N   :   V A G Y A S R F I V I A D F R K D S K N L G D Q W H K G I P I E V I P M A Y V P V S R A V S Q K F G G V V E L R M A V N   :   1 1 9 R P I A _ M E T J A   :   V D Y N A N E F V V L V D E S K L V K K L G E K F P . . I P V E V I P S A Y R V V I R A L S . E M G G E A V I R L G D R   :   1 1 6                                                                                                                                                                                                           *               1 4 0                   *               1 6 0                   *               1 8 0                                               V 6 T D N G N   I 6 D           6           6       I     I P G V V     G 6 F                     G       G                 R P I A _ E C O L I   :   . . . . V V T D N G N V I L D V H G M E I L D P I A M E N A I N A I P G V V T V G L F A N R G A D V A L I G T P D G V K   :   1 6 9 R P I A _ H U M A N   :   K A G P V V T D N G N F I L D W K F D R V H K W S E V N T A I K M I P G V V D T G L F I N . M A E R V Y F G M Q D G S V   :   1 7 8 R P I A _ M E T J A   :   K R G P V I T D N G N M I I D V F M N . I D D A I E L E K E I N N I P G V V E N G I F T . . K V D K V L V G T K K G V K   :   1 7 3

Матрица попарной идентичности (получена с помощью программы GeneDoc):

RPIA_ECOLI RPIA_HUMAN RPIA_METJA RPIB_ECOLI RPIA_ECOLI 100% 37% 39% 9% RPIA_HUMAN 100% 45% 6% RPIA_METJA 100% 9% RPIB_ECOLI 100%

Итак, видно, что домен из RPIB_ECOLI сильно отличается от других, и, скорее всего, негомологичен им. Домены из трех других белков похожи. Высокий процент идентичности и большое число замен на "схожие" остатки соответствует тому, что функции этих белков (доменов) из разных организмов совпадают.