Практикум 11. Гомология и выравнивание. Домены. JalView

Никель-зависимые гидрогеназы обратимо катализируют реакцию окисления молекулярного водорода с помощью железо-никелевого кластера, что отличает их от железо-зависимых гидрогеназ, у которых в активном центре содержится только железо. Ni-зависимые гидрогеназы играют важную роль в анаэробном метаболизме (в частности, у метаногенных архей), обеспечивая либо окисление водорода для получения энергии, либо, наоборот, удаляя избыток восстановительных эквивалентов.

Таблица 1. Информация о выбранном семействе доменов
Характеристики Информация
AC pfam PF00374
ID pfam Nickel-dependent hydrogenase
#SEED 124
#All 15k
#SW 49
#architectures 26
#3D 177
Taxonomy
#eukaryota 15
#archaea 1461
#bacteria 13273
Таблица 2. Описание выравнивания белковых доменов
Информация
Выравнивание seed 124 последовательности, 705 колонок
Максимальный достоверный блок, включающие ВСЕ последовательности (МДБ-all) Колонки 21-30
100% консервативные колонки в МДБ-all 21:R, 23:C, 25:V, 26:C, 30:H
Максимальный достоверный блок, включающий НЕ ВСЕ последовательности. (МДБ-notAll) Колонки 76-87, последовательности с 1 по 42
100% консервативные колонки в  МДБ-notAll Все колонки абсолютно консервативны
Участок выравнивания, в котором нет никаких достоверных подблоков, и потому маловероятно, что выравнивание на этом участке отражает ход эволюции. Колонки 312-330 в последовательностях 1-12

Ссылка на проект в Jalview.

Таблица 3. Характеристики карты локального сходства белков с одним и тем же доменом, но разной доменной архитектурой.
Информация
Доменная архитектура 1 PF27537 - PF00374
Белок с архитектурой 1 P12636
Доменная архитектура 2 PF00374 - PF00374
Белок с архитектурой 2 Q00390
dotplot
Рис. 1. График локального сходства (dotplot) для двух белков с разной доменной архитектурой.

Согласно разделу "Domain Architectures" на странице домена в Pfam, последовательность белка P12636 с архитектурой PF27537 - PF00374 почти полностью, не считая небольшого участка на N-конце, аннотирована как домен PF00374, в то время как для белка Q00390 с архитектурой PF00374 - PF00374 рассматриваемому домену соответствуют 2 небольших участка около концов белка. При рассмотрении графика локального сходства можно заметить ту же картину; странно, что один домен (в случае первого белка) как будто разделяется на две части (в случае второго). Сайты связывания кластеров находятся около концов белка (см. иллюстрацию из статьи Alfano and Cavazza, 2020); вероятно, поэтому концевые участки значительно более консервативны, чем середина белка.