На главную страницу четвёртого семестра

Классификация функций. Ферменты.

Расшифровка кода фермента

Код исследуемого фермента EC: 2.3.3.1
  1. 2.- Transferases
  2. 2.3. - Acyltransferases
  3. 2.3.3. - Acyl groups converted into alkyl on transfer
  4. 2.3.3.1. - citrate (Si)-synthase

Данные о IUPAC и IUBMB

  1. IUPAC был организован в 1919 г.
  2. Международная комиссия по номенклатуре ферментов была организована в 1956 г.
  3. Последние уточнения в номенклатуре ферментов в феврале 2006 г.

Работа со специализированным ресурсом Brenda для характеристики фермента EC: 2.3.3.1

Общее число ферментов с кодом EC 2.3.3.1 — 276.
Схема ферментативной реакции:

Ингибиторы фермента 2.3.3.1


У данного фермента довольно много ингибиторов - более 40. Среди них такие как 2-оксоглютарат, Ацетил-КоА, АМФ, АТФ, CuSO4, хлориды Mg и Mn, пропионил-КоА и др.
Ниже приведены некоторые ингибиторы:

Активаторы


Активаторов значительно меньше, чем ингибиторов. Среди активаторов есть ацетат, альфа-кетоглютарат, сульфат аммония и др. Примечательно то, что АМФ является у разных организмов как ингибитором, так и активатором.
Ниже приведены некоторые активаторы:
   

Оптимум рН для фермента EC 2.3.3.1 представлен ниже. Он различен для разных организмов и лежит в пределах от 7 до 8,6.

Все известные заболевания,связаные с работой фермента 2.3.3.1, вызваны плохой работой этого фермента.(подробнее)

Описание субъединичной структуры, характерной для фермента EC 2.3.3.1


Фермент в зависимости от организма может быть димером, тетрамером или гексамером:

Посттрансляционные модификации, характерные для фермента EC 2.3.3.1, не определены.

Сравнение ферментов с одинаковым кодом из эволюционно далеких организмов

Задание: сравнить общую доменную структуру и сходство последовательностей гомологичных доменов из 3-х ферментов с одним кодом (EC 2.3.3.1).

В 3 организмах (Escherichia coli, Methanococcus jannaschii, Homo sapiens) в базе данных белковых последовательностей Swiss-Prot был произведен поиск ферментов с кодом EC 2.3.3.1 по следующему запросу:

"((([swissprot-EntryName:*_Ecoli*] | [swissprot-EntryName:*_Human*]) | [swissprot-EntryName:*_Metja*]) & [swissprot-ECNumber:2.3.3.1*]) "
В результате было найдено 7 белков - 2 из Ecoli (P0ABH7 и P09151), 2 из Metja (Q57926 и Q58595), и 3 из Human (O75390, Q01581 и P54868).

Найденные белки содержат различные домены описанные в Pfam - Citrate_synt, HMG_CoA_synt_N, HMG_CoA_synt_C, HMGL-like, LeuA_dimer.
Для сравнения выбран домен Citrate_synt, его Идентификатор в InterPro IPR002020 и в Pfam PF00285.

Расположение домена Citrate_synt в белках P0ABH7 (CISY_ECOLI) и O75390 (CISY_HUMAN)
Организм Начало домена Конец домена
Escherichia coli (P0ABH7) 46 409
Homo sapiens (O75390) 71 449

Сравнение последовательностей гомологичных доменов из двух организмов: Escherichia coli и Homo sapiens

Используя программы seqret и extractseq пакета EMBOSS были получены аминокислотные последовательности доменов.
Программа seqret использовалась для получения последовательностей ферментов из Swiss-Prot
С помощью программы extractseq были вырезаны домены из последовательностей ферментов.
Вот команды, с помощью которых были получены последовательности доменов:
seqret sw:P0ABH7
seqret sw:O75390
extractseq cisy_ecoli.fasta cisy_ecoli_domen.fasta -regions 46-409
extractseq cisy_human.fasta cisy_human_domen.fasta -regions 71-449
Ниже приведена команда, благодаря которой было получено попарное выравнивание доменов из Homo sapiens и Escherichia coli:
needle cisy_ecoli_domen.fasta cisy_human_domen.fasta ecoli_human.needle

Попарное выравнивание последовательностей гомологичных доменов из двух организмов: Escherichia coli и Homo sapiens

########################################
# Program: needle
# Rundate: Wed May 17 2006 17:46:21
# Align_format: srspair
# Report_file: ecoli_human.needle
########################################

#=======================================
#
# Aligned_sequences: 2
# 1: CISY_ECOLI
# 2: CISY_HUMAN
# Matrix: EBLOSUM62
# Gap_penalty: 10.0
# Extend_penalty: 0.5
#
# Length: 410
# Identity:     108/410 (26.3%)
# Similarity:   179/410 (43.7%)
# Gaps:          77/410 (18.8%)
# Score: 306.5
# 
#
#=======================================

CISY_ECOLI         1 GFTSTASCESKITFIDGDEGILLHRGFPI---DQLATDSNYLE------V     41
                     |.........:.:.:|.||||.. |||.|   .:|...:...|      :
CISY_HUMAN         1 GMRGMKGLVYETSVLDPDEGIRF-RGFSIPECQKLLPKAKGGEEPLPEGL     49

CISY_ECOLI        42 CYILLNGEKPTQEQYDEFKTTVTRHTMIHEQITRLFHAFRRDSHPMAVMC     91
                     .::|:.|..||:||.........:...:...:..:...|..:.|||:.:.
CISY_HUMAN        50 FWLLVTGHIPTEEQVSWLSKEWAKRAALPSHVVTMLDNFPTNLHPMSQLS     99

CISY_ECOLI        92 GITGALAA--------------------FYHDSLDVNNPRHREIAAFRLL    121
                     ....||.:                    .|.||:|             |:
CISY_HUMAN       100 AAVTALNSESNFARAYAQGISRTKYWELIYEDSMD-------------LI    136

CISY_ECOLI       122 SKMPTMAAMCYK--YSIGQPFVYPRNDLSYAGNFLNMMFSTPCEPYEVNP    169
                     :|:|.:||..|:  |..|.......::|.::.||.||:..|..:..|:..
CISY_HUMAN       137 AKLPCVAAKIYRNLYREGSGIGAIDSNLDWSHNFTNMLGYTDHQFTELTR    186

CISY_ECOLI       170 ILERAMDRILILHADHE-QNASTSTVRTAGSSGANPFACIAAGIASLWGP    218
                     :       .|.:|:||| .|.|..|....||:.::|:...||.:..|.||
CISY_HUMAN       187 L-------YLTIHSDHEGGNVSAHTSHLVGSALSDPYLSFAAAMNGLAGP    229

CISY_ECOLI       219 AHGGANEAALKMLEEISSVKHIPEFVRRAKDKN------DSFRLM-GFGH    261
                     .||.||:..|..|.::.  |.:.:.|...|.::      :|.|:: |:||
CISY_HUMAN       230 LHGLANQEVLVWLTQLQ--KEVGKDVSDEKLRDYIWNTLNSGRVVPGYGH    277

CISY_ECOLI       262 RVYKNYDPRATVMRETCHEVLKELGTKDDLLEVAMELENIALNDPYFIE-    310
                     .|.:..|||.|..||.   .||.| ..|.:.::..:|..|..|  ..:| 
CISY_HUMAN       278 AVLRKTDPRYTCQREF---ALKHL-PNDPMFKLVAQLYKIVPN--VLLEQ    321

CISY_ECOLI       311 ---KKLYPNVDFYSGIILKAMGIPS-SMFTVIFAMARTVGWIAH--WSEM    354
                        |..:||||.:||::|:..|:.. :.:||:|.::|.:|.:|.  ||  
CISY_HUMAN       322 GKAKNPWPNVDAHSGVLLQYYGMTEMNYYTVLFGVSRALGVLAQLIWS--    369

CISY_ECOLI       355 HSDGMKIARP    364
                     .:.|..:.||
CISY_HUMAN       370 RALGFPLERP    379


#---------------------------------------
#---------------------------------------
Процент идентичности последовательностей доменов очень маленький (26.3%), но при этом данные последовательности представляют один и тот же домен (элемент третичной структуры белка) Citrate_synt. Этот факт еще раз подтверждает, что пространственные структуры более консервативны, чем последовательности.

Enzyme

Enzyme — база данных, содержащая информацию, касающуюся номенклатуры ферментов.
Страничка, посвященная ферменту, может нести следующую информацию:
  • официальное название
  • альтернативное название
  • приведена катализируемая реакция
  • человеческие генетические болезни
  • ссылки на странички других баз данных, содержащих информацию об интересующем ферменте
  • ссылки на Swiss-Prot-документы, содержащие информацию о ферментах с данным кодом.
  • комментарии
  • кофакторы
    © Яковлев Сергей,2006