Обзор белка эндонуклеазы MutS2

Выбор белка

Для выполнения данного практикума мне необходимо было выбрать хорошо аннотированный белок, принадлежащий бактерии Silvanigrella aquatica, о которой ранее мною был написан мини-обзор. С помощью расширенного поиска в базе данных UniProtKB, заполнив поле Taxonomy [OC]: «Silvanigrella aquatica [1915309]», я получила список из 2 865 белков.

Поскольку в этом списке высокую оценку аннотирования имели не так много белков, и большинство из них показались мне довольно тривиальными, мой выбор пал на эндонуклеазу MutS2. Этот фермент участвует в таком важном процессе, как подавление гомологичной рекомбинации, что может играть ключевую роль в повышении генетического разнообразия бактерий.

Информация о белке

К сожалению, все белки Silvanigrella aquatica, представленные на сайте UniProt, имеют лишь автоматически сгенерированное описание, которого недостаточно для понимания их функций и механизмов работы. Поэтому я обратилась к кластерам UniRef в надежде найти гомологичные белки с более качественной аннотацией, однако это не принесло результатов.

Тогда я перешла к анализу научных публикаций и обнаружила, что эндонуклеаза MutS2 активно изучается у Thermus thermophilus. Утверждать, что описанные в статьях свойства в полной мере характерны для моего белка, сложно, так как степень сходства не превышает 50%. Тем не менее, этот фермент действительно весьма интересен, поэтому далее приводится его характеристика.

У Thermus thermophilus белок MutS2 включает два функциональных домена:

  1. N-концевой домен — обладает АТФазной активностью, отвечает за неспецифическое связывание ДНК и распознавание разветвлённых структур, включая D-петли и структуры Холлидея, которые являются промежуточными продуктами гомологичной рекомбинации [1].
  2. C-концевой домен Smr — придаёт белку эндонуклеазную активность и проявляет специфичность: разрезает только двухцепочечную ДНК [2].

Поисковые запросы

  1. Встречаемость гена mutS2 в различных организмах

    2. В первую очередь меня интересовало присутствие этого гена у вирусов, поскольку нуклеазы нередко встречаются в их геномах [3]. Для проверки был составлен следующий запрос:

    (gene: mutS2) AND (taxonomy_id:10239)

    Результат, к сожалению, оказался отрицательным — ничего не нашлось. Затем было решено выполнить несколько аналогичных запросов, в результате которых была получена следующая информация.

    Среди всех клеточных организмов данный ген обнаружен 9 731 раз. Из них 524 относятся к археям, причём среди них преобладают Methanobacteriati. Ожидаемо, наибольшее количество приходится на бактерии — 9 175. В пределах этой группы ген чаще встречается в отделах Bacillati и Pseudomonadati, к которым относится и Silvanigrella aquatica. И совсем немного было найдено у эукариот — всего 32.

  2. Ферменты, участвующие в рекомбинации у Silvanigrella aquatica

    3. Поскольку основная функция выбранного мной белка связана с гомологичной рекомбинацией (если быть точнее — предположительно с её подавлением), я решила выяснить, сколько ещё белков участвует в этом клеточном процессе:

    (organism_id:1915309) AND (cc_function:recombination)

    Результат показал 9 белков, включая эндонуклеазу MutS2.

  3. Эндонуклеазы Silvanigrella aquatica

    4. Далее мне стало интересно, сколько всего эндонуклеаз присутствует у моей бактерии. Был выполнен следующий запрос:

    (organism_id:1915309) AND (protein_name:endonuclease)

    Результат — 8 белков, включая эндонуклеазу MutS2.

Список литературы