Возврат на главную страницу четвертого семестра

Классификация функций ферментов

Описание функции фермента по его коду (EC)

Белки-ферменты хорошо изучены, и в качестве идентификатора, который указывал бы на функциональную принадлежность фермента к определенному классу, используется так называемый EC (Enzyme Commission). Он состоит из четырех чисел, между которыми стоят точки. При этом первая цифра дает наиболее обобщенное представление о ферменте (например, является ли он гидролитическим или изомеразным), а остальные конкретизируют информацию (например, какая группа является донорной в окислительно-восстановительной реакции или какой конкретно субстрат переносится).

Информация о том, какой код соответствует какой функции, может быть найдена на сайте IUPAC.

Выданный EC — 6.2.1.1

Международный Союз по теоретической и прикладной химии (IUPAC) был организован в 1919 году химиками, занимающимися как теорией химии, так и проблемами производства (см. ссылку).

Международная комиссия по номенклатуре ферментов была организована в 1956 году Президентом Международного Союза по биохимии после того, как накануне (в августе 1955 года) в Брюсселе на третьем международном конгрессе по биохимии было решено основать ее. (см. ссылку).

Последние изменения (новые ферменты – протеинкиназы) были внесены в базу в декабре 2005 года. (см. ссылку).

Характеристика фермента в базе данных Brenda

Общее число ферментов с заданным кодом — 205.

Катализируемая реакция

Активаторы реакции

DDT

GSH (L-глутатион восстановленный, L-γ-глутамил-L-цистеинилглицин)

Ингибиторы реакции

AMP (аденозинмонофосфат)

Аллицин (Allicin)

Оптимум pH

Минимальный оптимум pH лежит от 6.3 до 8.5, а максимальный составляет 10.2 (см. таблицу выше).

Данный фермент подвергается следующим видам посттрансляционной модификации (см. ссылку на соответствующую таблицу в документе из базы данных Brenda):

Данный фермент может иметь следующую субъединичную структуру (см. ссылку):

В базе данных Brenda нет указаний на болезни человека, так или иначе связанные с данным ферментом (см. ссылку). Однако данный фермент может имееть отношение к болезни Альцгеймера. Подробнее об этом можно прочитать на сайте PubMed.

Сравнение ферментов с одинаковым кодом (EC) из эволюционно далеких организмов

С помощью SRS в банке Swiss-Prot был проведен поиск по полям ID и ECNumber. Слева в окне был выбран удобный для просмотра и сравнения доменной структуры способ отображения результатов (SW_InterProMatches). Структура запроса следующая:

Query "([swissprot-ECNumber:6.2.1.1*] & (([swissprot-ID:*_ECOLI*] | [swissprot-ID:*_HUMAN*]) | [swissprot-ID:*_Metja*])) " 
В результате было найдено 5 последовательностей. Для их доменов Pfam были определены идентификаторы и положения в последовательности. Полученные данные сведены в следующую таблицу:

Номер файла Seq
(в скрипте)
ID последовательности AC последовательности Идентификатор домена Pfam Положение в последовательности
1 ACS2L_HUMAN Q9NUB1 PF00501 142-580
2 ACSA_ECOLI P27550 PF00501 109-547
3 ACSA_HUMAN Q9NR19 PF00501 137-599
4 PRPE_ECOLI P77495 PF00501 85-525
- BIOW_METJA - PF03744 3-237

На основании той информации, которая приведена в базе данных Pfam для доменов PF00501 (общий для четырех найденных последовательностей) и PF03744 (встречающийся только в последовательности BIOW_METJA), можно точно сказать, что эта последовательность (выделена в таблице красным) была включена в выборку из-за несовершенства сделанного запроса. Дело в том, что домен PF03744 характерен для 6-карбоксигексанат-КоА-лигазы (EC 6.2.1.14), и этот EC подходит к сделанному запросу потому, что в запросе не требуется точного соответствия, а достаточно частичного.

Сравнение последовательностей гомологичного домена будет проводиться для первых четырех последовательностей. Вначале с помощью программы seqret были получены нужные фрагменты из них (начало и конец домена для каждой последовательности вводились вручную):

seqret sw:Q9NUB1 -sask
seqret sw:P27550 -sask
seqret sw:Q9NR19 -sask
seqret sw:P77495 -sask
Затем полученные файлы были переименованы в соответствии с нумерацией, указанной в таблице выше.

Попарная идентичность последовательностей

Seq1 Seq2 Seq3 Seq4
Seq1 100
Seq2 54.9 100
Seq3 51.8 55.9 100
Seq4 39.5 41.9 40.4 100
В таблице слева в % приведена попарная идентичность последовательностей гомологичных доменов ферментов с одинаковыми EC. С одной стороны, для таких далеких организмов, как E.coli и человек, такая идентичность может казаться большой. И последовательности можно было бы считать довольно консервативными, если бы не тот факт, что две последовательности человека имеют примерно такой же процент идентичности, как и последовательности человека и E.coli. Еще один интересный факт — у всех последовательностей попарное сходство намного выше попарной идентичности.

Я могу предположить, что это связано со следующим: последовательности доменов не являются консервативными, но число замен на несходную аминокислоту и делеций в них ограничено, скажем, необходимостью сохранять некий высококонсервативный активный центр. Поэтому проценты идентичности как у далеких гомологов (домены E.coli и человека), так и у близких (два домена E.coli) примерно одинаковы, а проценты сходства (Similarity) намного их превосходят.

О базе данных ENZYME

ENZYME — это хранилище информации, связанной с номенклатурой ферментов. В основе его лежат рекомендации Номенклатурного Комитета IUBMB. В ENZYME описывается каждый тип охарактеризованного фермента, для которого был предложен EC. Является составной частью ExPASy.


© Dibrova Dasha aka UdavDasha, 2006