Практикум 11. Гомология и выравнивание. Домены. JalView
Задания 1-2. Описание семейства доменов SH2
Выбранный домен: SH2 (Src Homology 2) — сигнальный домен, узнающий фосфорилированные тирозины.
Таблица 11-1. Характеристики семейства доменов SH2
| Поле | Информация | Пояснения |
|---|---|---|
| AC | PF00017 | Идентификатор домена в Pfam |
| ID | SH2 domain | Полное название домена |
| #SEED | 52 | Последовательностей в seed выравнивании |
| #All | 144 000 | Всего белков с доменом SH2 |
| #SW | 401 | Белков с доменом SH2 в Swiss-Prot |
| #architectures | 2013 | Различных доменных архитектур |
| #3D | 611 | Доменов с известной 3D-структурой |
| #eukaryota | ~144 000 | Белков у эукариот |
| #archaea | 0 | Белков у архей |
| #bacteria | 21 | Белков у бактерий |
| #viruses | 67 | Белков у вирусов |
Описание семейства:
Функция: Домен SH2 узнаёт фосфорилированные остатки тирозина в белках-мишенях. Это ключевой элемент в сигнальных каскадах клетки: SH2-содержащие белки "читают" фосфорилирование и запускают ответные реакции — от роста клетки до апоптоза.
3D-структура: Компактный домен (около 100 аминокислот), состоящий из центрального β-листа (обычно 5 β-тяжей), окружённого двумя α-спиралями. Фосфотирозин связывается в специальном кармане, образованном петлями между β-тяжами.
Таксономическое распространение: SH2 домен встречается практически исключительно у эукариот (~144 000 белков). У бактерий найдено всего 21, у вирусов — 67 (вирусы, вероятно, "украли" этот домен у хозяев). У архей SH2 практически отсутствует.
Задание 3. Выравнивание seed домена SH2
Выравнивание seed: 52 последовательности, 106 колонок (PF00017, SH2 domain).
Таблица 11-3. Анализ выравнивания seed
| Поле | Значение | Пояснения |
|---|---|---|
| МДБ-all (колонки) | 31-37 | Максимальный достоверный блок без гэпов, включающий ВСЕ 52 последовательности. Первая и последняя колонки консервативны. |
| 100% консервативные колонки в МДБ-all | 32:G, 34:F, 35:L, 37:R | Абсолютно консервативные позиции (один и тот же остаток у всех 52 белков). |
| МДБ-notAll (колонки) | 66-71 | Максимальный достоверный блок без гэпов для 51 последовательности (исключая STA5A_SHEEP, имеющую в этом регионе вставки). |
| 100% консервативные колонки в МДБ-notAll | нет | В данном блоке нет позиций, абсолютно консервативных для всех 51 последовательности. |
| Участок, не отражающий эволюцию | 77-85 | Высокое содержание гэпов, низкая консервативность, отсутствие достоверных подблоков. |
Работа с Jalview: В проекте созданы три отдельных View (вкладки) для каждого блока: МДБ-all_31-40, МДБ-notAll_66-71, Неэволюционный_77-85. В каждой вкладке выполнена группировка последовательностей по выделенному блоку (Select → Make groups for selection) и сортировка по группам (Calculate → Sort → By group).
Задание 4. Карта локального сходства (dotplot)
Таблица 11-5. Сравнение двух белков с разной доменной архитектурой
| Поле | Значение | Пояснения |
|---|---|---|
| Доменная архитектура 1 | SH2 (PF00017) | Только один SH2 домен (адаптерный белок). |
| Белок с архитектурой 1 | P62993 (GRB2_HUMAN) | Growth factor receptor-bound protein 2. |
| Доменная архитектура 2 | SH3_1 - SH2 - PK_Tyr_Ser-Thr (PF00018 - PF00017 - PF07714) | SH3 домен, затем SH2 домен, затем тирозинкиназный домен. |
| Белок с архитектурой 2 | P06241 (FYN_HUMAN) | Tyrosine-protein kinase Fyn. |
Результат dotplot:
Рисунок 1. Dotplot сравнения GRB2_HUMAN (только SH2) и FYN_HUMAN (SH3-SH2-киназа).
Описание карты локального сходства
На карте локального сходства видны три диагональных фрагмента, соответствующих выравниванию SH2 доменов GRB2_HUMAN и FYN_HUMAN. Между фрагментами наблюдаются разрывы, вызванные вставками/делециями в выравнивании. Отсутствие других диагоналей подтверждает, что белки гомологичны только по SH2 домену.