Учебный сайт Шиндяпиной А.В.
Функции, продолжение. Ферменты и метаболические пути.
1. EC код фермента, его расшифровка.
Через БД UniProt нашла EC-код для белка DDLB_ECOLI. Для расшиффровки номенклатуры воспользовалась сайтом International Union of Biochemistry and Molecular Biology.
Из EC 6.3.2.4 следует:
6.3.2.4 - фермент относится к лигазам ( Ligases );
6.3.2.4 - фермент, участвующий в формировании углерод-азотных связей (Forming Carbon-Nitrogen Bonds);
6.3.2.4 - синтетаза пептидов (Acid—Amino-Acid Ligases, Peptide Synthases);
6.3.2.4 - D-аланин-D-аланин лигаза (D-alanine—D-alanine ligase).
Лигазы - это ферменты, осуществляющие сшивку молекул.
D-аланин-D-аланин лигаза катализирует слудующую реакцию:
ATP + 2 D-alanine = ADP + phosphate + D-alanyl-D-alanine
Графическое изображение реакции
На сайте были даны еще ссылки на 4 других БД.
BRENDA(The Comprehensive Enzyme Information System)
EXPASY
KEGG (Table of Contents)
PDB
2. Метаболические пути фермента D-alanine—D-alanine ligase.
Имя локуса гена моего белка - b0092 (JW0090). По нему провела поиск на сайте KEGG (синтаксис - eco:b0092). На страничке представлено 2 метаболических пути:
eco00473 D-Alanine metabolism Метаболизм D-аланина Карта пути
eco00550 Peptidoglycan biosynthesis Биосинтез пептидогликанов Карта пути
3. Структурные формулы 0-фосфо-L-серина и L-аллотреонина.
По сайту KEGG, раздел LIGAND, провела поиск по данным соединениям. Ниже представлены названия веществ, их идентификаторы, изображения со структурной формулой:
0-фосфо-L-серин O-Phospho-L-serine C01005 JMOL KegDraw
L-аллотреонин L-allothreonine C05519 JMOL KegDraw
4. Метаболический путь от 0-фосфо-L-серина к L-аллотреонину.
На сайте KEGG Pathway , выбрав опцию Color objects in KEGG pathways, произвела
поиск по полученным в предыдущем задании идентификаторам соединений - C01005 и C05519. Было найдено 2 случая, где участвуют
оба вещества, один из которых представляет все метаболические пути, поэтому не рассматривался. Для выполнения работы был взят Glycine, serine and threonine metabolism (ko00260), путь метаболизма глицина серина и треонина.
Самая короткая цепочка ферментативных реакций от фосфосерина(C01005) к аллотреонину(C05519) через серин(C00065) и глицин(C00037) (отмечены желтым в приложенном изображении).
Изображение пути.
5. Сравнение метаболических путей у разных организмов.
Возможность выбранной цепочки ферментативных в разных организмах с известными полными геномами.
Организм |
Возможна ли цепочка реакций
|
Обоснования |
Escherichia coli K-12 MG1655
|
да |
Присутствуют все ферменты, необходимые для осуществления цепочки реакций. Изображение пути |
Archaeoglobus fulgidus |
да |
Присутствуют все ферменты, необходимые для осуществления цепочки реакций. Изображение пути |
Arabidopsis thaliana |
нет |
Неизвестен ген, кодирующий фермент, катализирующий стадию синтеза L-аллотреонина из глицина L-threonine = glycine + acetaldehyde
EC 4.1.2.5 - треонин алдолаза (threonine aldolase). Изображение пути |
Homo sapiens |
нет |
Неизвестен ген, кодирующий фермент, катализирующий стадию синтеза L-аллотреонина из глицина L-threonine = glycine + acetaldehyde
EC 4.1.2.5 - треонин алдолаза (threonine aldolase). Изображение пути |
Не удивительно, что данный путь представлен у всех выше перечисленных организмов, т.к. аминокислоты (включая треонин, глицин и серин, представленные в данном пути) -
одни из важнейших соединений и в них нуждаются все организмы.
6. Сравнение ферментов из далеких организмов.
Мне был дан EC 2.7.7.3. Чтобы узнать, есть ли данный фермент и чем представлен в организмах человека и археи Archaeoglobus fulgidus, был создан следующий запрос:
(([uniprot-ID:*_human*] | [uniprot-ID:*_arcfu*]) & [uniprot-ECNumber:2.7.7.3*])
Всего было найдено 4 белка по БД UniProt, один для археи (COAD_ARCFU) и 3 различных для человека (COASY_HUMAN,FPGT_HUMAN,TDT_HUMAN).
Наиболее схожую доменную организацию имеют белки COAD_ARCFU и COASY_HUMAN, в структуре которых есть один общий домен - Cytidylyltransferase (PF01467). Наиболее от всех отличается
TDT_HUMAN, содержащий 3 домена, ни один из которых не встречается у других находок - BRCA1 C Terminus (BRCT) domain (PF00533), Nucleotidyltransferase(PF01909), DNA polymerase lambda, fingers domain (PF10391).
Для дальнейшей работы выбрала белки COAD_ARCFU и COASY_HUMAN.
Как видно из выравнивания, последовательности не очень схожи между собой.
Score = 53.1 bits (126), Expect = 1e-12, Method: Compositional matrix adjust.
Identities = 35/117 (29%), Positives = 60/117 (51%), Gaps = 9/117 (7%)
Query 8 LHNAHKVLLSVACILAQEQLVVGVADKDLLKSKLLPELLQPYTERVEHLSEFLVDIKPSL 67
LH HK L+ VA L + +GV + ++++ L P+ R E++ +++ K
Sbjct 3 LHEGHKKLIDVAIKLGGRDITIGVTSDRMARARIRSVL--PFAIRAENVKRYVMR-KYGF 59
Query 68 TFDVIPLLDPYGPAGSDPSLEFLVVSEETYRGGMAINRFRLENDLEELALYQIQLLK 124
+++ + +PYG D E+LVVS ETY + IN+ R EEL +I ++K
Sbjct 60 EPEIVKITNPYGKT-LDVDFEYLVVSPETYEMALKINQKR-----EELGKRKITIVK 110
С помощью инструментов KEGG были найдены лучшие ортологи из архей для выбранного человеческого белка и из эукариот для выбранного белка архей.
Лучший из архей - Q5JHE8 (pantetheine-phosphate adenylyltransferase - пантетеин-фосфат аденилилтрансфераза). Вес выравнивания - 71 бит, % идентичности - 0,329, длина перекрывания - 167 аа.
Лучший из эукариот - D3S081_FERPL (Pantetheine-phosphate adenylyltransferase). Вес выравнивания - 190 бит, процент идентичности - 81,1 %.
©, "ООО Шиндяпина 2008"