Белковый домен

Материал из wikixw
Перейти к навигации Перейти к поиску

(Перенаправлено с Белковых доменов)

Сравните мотивы последовательности и структурные мотивы.

Белковый домен-это область полипептидной цепи белка, которая является самостабилизирующейся и складывается независимо от остальных. Каждый домен образует компактную складчатую трехмерную структуру. Многие белки состоят из нескольких доменов. Один домен может появляться во множестве различных белков. Молекулярная эволюция использует домены в качестве строительных блоков, и они могут быть рекомбинированы в различных компоновках для создания белков с различными функциями. Как правило, длина доменов варьируется от примерно 50 аминокислот до 250 аминокислот. Самые короткие домены, такие какцинковые пальцы стабилизируются ионами металлов или дисульфидными мостиками. Домены часто образуют функциональные единицы, такие как кальций-связывающий домен EF hand кальмодулина. Поскольку они независимо стабильны, домены могут быть "поменяны местами" с помощью генной инженерии между одним белком и другим, чтобы получить химерные белки.

Пируваткиназа-белок с тремя доменами (PDB: 1PKN).

Предыстория[править]

Концепция домена была впервые предложена Ветлауфером в 1973 году после рентгенокристаллографических исследований куриного лизоцима и папаина и ограниченных исследований протеолиза иммуноглобулинов. Ветлауфер определил домены как стабильные единицы белковой структуры, которые могут сворачиваться автономно. В прошлом домены описывались как единицы измерения:

компактная конструкция
функция и эволюция
складывается.

Каждое определение является верным и часто перекрывается, то есть компактный структурный домен, найденный среди различных белков, скорее всего, будет складываться независимо в своей структурной среде. Природа часто объединяет несколько доменов вместе, образуя многодоменные и многофункциональные белки с огромным количеством возможностей. В многодоменном белке каждый домен может выполнять свою собственную функцию независимо или согласованно со своими соседями. Домены могут либо служить модулями для создания больших сборок, таких как вирусные частицы или мышечные волокна, либо обеспечивать специфические каталитические или связывающие сайты, обнаруженные в ферментах или регуляторных белках.

Пример: Пируваткиназа[править]

Подходящим примером является пируваткиназа (см. Первый рисунок), гликолитический фермент, который играет важную роль в регуляции потока фруктозы-1,6-бифосфата в пируват. Он содержит полностью β-нуклеотидсвязывающий домен (синий), α/β-субстратный связывающий домен (серый) и α/β-регуляторный домен (оливково-зеленый), соединенные несколькими полипептидными линкерами. Каждый домен в этом белке встречается в различных наборах белковых семейств.

Центральный α/β-бочкообразный субстратно-связывающий домен является одной из наиболее распространенных ферментативных складок. Он встречается во многих семействах ферментов, катализирующих совершенно не связанные между собой реакции. В α/β-цилиндр обычно называют Тим баррель имени triose фосфат изомераза, которая была первым таким сооружением должна быть решена. это в настоящее время классифицируется в 26 гомологичных семей в Кэт домен базе. Тим ствол формируется из последовательности β-α-β мотивы закрыты первая и последняя нитка водородных связей, образуя восемь сели на мель баррель. Существует дискуссия об эволюционном происхождении этой области. Одно исследование предположило, что один предковый фермент мог разделиться на несколько семейств, в то время как другое предполагает, что стабильная структура ТИМА-ствола эволюционировала в результате конвергентной эволюции.

ТИМ-баррель в пируваткиназе является "прерывистым", что означает, что для формирования домена требуется более одного сегмента полипептида. Вероятно, это результат встраивания одного домена в другой в ходе эволюции белка. Из известных структур было показано, что около четверти структурных доменов являются разрывными. Вставленный β-бочкообразный регуляторный домен является "непрерывным", состоящим из одного участка полипептида.

Единицы структуры белка[править]

Основная статья: Структура белка

Первичная структура (цепочка аминокислот) белка в конечном счете кодирует его уникально свернутую трехмерную (3D) конформацию. Наиболее важным фактором, определяющим сворачивание белка в трехмерную структуру, является распределение полярных и неполярных боковых цепей. Сворачивание происходит за счет захоронения гидрофобных боковых цепей внутрь молекулы таким образом, чтобы избежать контакта с водной средой. Обычно белки имеют ядро из гидрофобных остатков, окруженное оболочкой из гидрофильных остатков. Поскольку сами пептидные связи полярны, они нейтрализуются водородными связями друг с другом в гидрофобной среде. Это приводит к образованию областей полипептида, которые образуют регулярные трехмерные структурные паттерны, называемые вторичной структурой. Существует два основных типа вторичной структуры: α-спирали и β-листы.

Было обнаружено, что некоторые простые комбинации вторичных структурных элементов часто встречаются в структуре белка и называются суперсекундными структурами или мотивами. Например, мотив β-шпильки состоит из двух соседних антипараллельных β-нитей, соединенных небольшой петлей. Он присутствует в большинстве антипараллельных β-структур как в виде изолированной ленты, так и в составе более сложных β-листов. Другой распространенной супер-вторичной структурой является β-α-β мотив, который часто используется для соединения двух параллельных β-нитей. Центральная α-спираль соединяет C-концы первой нити с N-концами второй нити, прижимая свои боковые цепи к β-листу и, следовательно, экранируя гидрофобные остатки β-нитей от поверхности.

Ковалентная ассоциация двух доменов представляет собой функциональное и структурное преимущество, так как наблюдается увеличение стабильности по сравнению с такими же нековалентно связанными структурами. Другими преимуществами являются защита промежуточных продуктов внутри междоменных ферментативных щелей, которые в противном случае могут быть нестабильны в водных средах, и фиксированное стехиометрическое соотношение ферментативной активности, необходимое для последовательного набора реакций.

Структурное выравнивание является важным инструментом для определения доменов.

Третичная структура[править]

Несколько мотивов собираются вместе, образуя компактные, локальные, полунезависимые единицы, называемые доменами. Общая ТРЕХМЕРНАЯ структура полипептидной цепи называется третичной структурой белка. Домены являются фундаментальными единицами третичной структуры, каждый домен содержит индивидуальное гидрофобное ядро, построенное из вторичных структурных единиц, соединенных петлевыми областями. Упаковка полипептида обычно намного плотнее внутри, чем снаружи домена, образуя твердое ядро и жидкую поверхность. Остатки ядра часто сохраняются всемейство белков, тогда как остатки в петлях менее консервативны, если только они не участвуют в функции белка. Третичная структура белка может быть разделена на четыре основных класса в зависимости от вторичного структурного содержания домена.

Все α-домены имеют доменное ядро, построенное исключительно из α-спиралей. В этом классе преобладают небольшие складки, многие из которых образуют простой пучок со спиралями, идущими вверх и вниз.
Все β-домены имеют ядро, состоящее из антипараллельных β-листов, обычно двух листов, упакованных друг против друга. Различные узоры могут быть идентифицированы в расположении нитей, часто приводя к идентификации повторяющихся мотивов, например, греческого ключевого мотива.
α+β-домены представляют собой смесь all-α и all-β-мотивов. Классификация белков в этот класс затруднена из-за перекрытия трех других классов и поэтому не используется в базе данных CATH domain.
α/β-домены состоят из комбинации β-α-β-мотивов, которые преимущественно образуют параллельный β-лист, окруженный амфипатическими α-спиралями. Вторичные структуры расположены слоями или бочонками.

Ограничения по размеру[править]

Размер отдельных структурных доменов варьируется от 36 остатков в Е-селектине до 692 остатков в липоксигеназе-1, но большинство, 90%, имеют менее 200 остатков со средним значением приблизительно 100 остатков. Очень короткие домены, менее 40 остатков, часто стабилизируются ионами металлов или дисульфидными связями. Более крупные домены, превышающие 300 остатков, вероятно, состоят из нескольких гидрофобных ядер.

Четвертичное строение[править]

Многие белки имеют четвертичную структуру, которая состоит из нескольких полипептидных цепей, которые связываются в олигомерную молекулу. Каждая полипептидная цепь в таком белке называется субъединицей. Гемоглобин, например, состоит из двух α-и двух β-субъединиц. Каждая из четырех цепей имеет полностью α-глобиновую складку с карманом гема.

Обмен доменами[править]

Обмен доменами-это механизм формирования олигомерных сборок. При замене доменов вторичный или третичный элемент мономерного белка заменяется таким же элементом другого белка. Обмен доменами может варьироваться от вторичных структурных элементов до целых структурных доменов. Он также представляет собой модель эволюции функциональной адаптации путем олигомеризации, например олигомерных ферментов, которые имеют свой активный центр на границе раздела субъединиц.

Домены как эволюционные модули[править]

Природа-мастер, а не изобретатель, новые последовательности адаптируются из уже существующих последовательностей, а не изобретаются. Домены-это обычный материал, используемый природой для генерации новых последовательностей; их можно рассматривать как генетически подвижные единицы, называемые "модулями". Часто C-и N-концы доменов находятся близко друг к другу в пространстве, что позволяет им легко "врезаться" в родительские структуры в процессе эволюции. Многие доменные семейства встречаются во всех трех формах жизни-археях, бактериях и эукариях. Белковые модули-это подмножество белковых доменов, которые встречаются в ряде различных белков с особенно универсальной структурой. Примеры можно найти среди внеклеточных белков, связанных со свертыванием крови, фибринолизом, комплементом, внеклеточным матриксом, молекулами адгезии клеточной поверхности и рецепторами цитокинов. Четырьмя конкретными примерами широко распространенных белковых модулей являются следующие домены: SH2, иммуноглобулин, фибронектин типа 3 и крингл.

Молекулярная эволюция приводит к появлению семейств родственных белков со сходной последовательностью и структурой. Однако сходство последовательностей между белками, имеющими одинаковую структуру, может быть крайне низким. Белковые структуры могут быть схожими, потому что белки разошлись от общего предка. С другой стороны, некоторые складки могут быть более предпочтительными, чем другие, поскольку они представляют собой стабильные расположения вторичных структур, и некоторые белки могут сходиться к этим складкам в ходе эволюции. В настоящее время существует около 110 000 экспериментально определенных белковых 3D-структур, депонированных в Банке белковых данных (PDB) Однако этот набор содержит много идентичных или очень похожих структур. Все белки должны быть классифицированы по структурным семействам, чтобы понять их эволюционные отношения. Структурные сравнения лучше всего достигаются на уровне предметной области. По этой причине было разработано много алгоритмов для автоматического назначения доменов в белках с известной трехмерной структурой; см. "Определение домена по структурным координатам".

База данных доменов CATH классифицирует домены примерно на 800 семейств складок; десять из этих складок сильно заселены и называются "супер-складками". Супер-складки определяются как складки, для которых существует по крайней мере три структуры без значительного сходства последовательностей. Наиболее населенной является α/β-бочкообразная супер-складка, как описано ранее.

Многодоменные белки[править]

Большинство белков, две трети в одноклеточных организмах и более 80% в метазоа, являются многодоменными белками. Однако другие исследования пришли к выводу, что 40% прокариотических белков состоят из нескольких доменов, в то время как эукариоты имеют приблизительно 65% многодоменных белков.

Многие домены в эукариотических многодоменных белках могут быть найдены как независимые белки у прокариот, что позволяет предположить, что домены в многодоменных белках когда - то существовали как независимые белки. Например, позвоночные имеют мультиферментный полипептид, содержащий домены GAR-синтетазы, AIR-синтетазы и GAR-трансформилазы (GARs-AIRs-GARt; GAR: глицинамидрибонуклеотидсинтетаза/трансфераза; AIR: аминоимидазолрибонуклеотидсинтетаза). У насекомых полипептид проявляется как GARs-(AIRs)2-GARt, у дрожжей GARs-AIRs кодируется отдельно от GARt, а у бактерий каждый домен кодируется отдельно

Аттрактин-подобный белок 1 (ATRNL1) - это многодоменный белок, обнаруженный у животных, включая человека. Каждая единица представляет собой один домен, например домены EGF или Kelch.

Происхождение[править]

Многодоменные белки, вероятно, возникли в результате селективного давления в ходе эволюции, чтобы создать новые функции. Различные белки отличались от общих предков различными комбинациями и ассоциациями доменов. Модульные единицы часто перемещаются внутри биологических систем и между ними с помощью механизмов генетической перетасовки:

  • транспонирование подвижных элементов, включая горизонтальные перемещения (между видами);
  • грубые перестройки, такие как инверсии, транслокации, делеции и дупликации;
  • гомологичная рекомбинация;
  • проскальзывание ДНК-полимеразы во время репликации.

Виды организации[править]

Вставки сходных модулей РН-домена (темно-бордового цвета) в два разных белка.

Простейшая многодоменная организация, наблюдаемая в белках,-это организация одного домена, повторяющегося в тандеме. Домены могут взаимодействовать друг с другом (домен-доменное взаимодействие) или оставаться изолированными, как бусины на нитке. Гигантский титин мышечного белка с остатком 30 000 содержит около 120 доменов фибронектина III-типа и Ig-типа. В сериновых протеазах событие дупликации гена привело к образованию двух ферментов β-бочкообразного домена. Повторы разошлись настолько широко, что между ними нет очевидного сходства последовательностей. Активный сайт расположен в щели между двумя β-бочкообразными доменами, в которую функционально важные остатки вносятся из каждого домена. Было показано, что генетически модифицированные мутанты сериновой протеазы химотрипсина обладают некоторой протеиназной активностью, даже несмотря на то, что их остатки активного центра были уничтожены, и поэтому было постулировано, что событие дупликации усиливает активность фермента.

Модули часто демонстрируют различные отношения связности, как это иллюстрируют кинезины и ABC-транспортеры. Кинезиновый моторный домен может находиться на любом конце полипептидной цепи, которая включает в себя область спирали и грузовой домен.[49] ABC-транспортеры построены с четырьмя доменами, состоящими из двух несвязанных модулей, АТФ-связывающей кассеты и интегрального мембранного модуля, расположенных в различных комбинациях.

Мало того, что домены рекомбинируют, но есть много примеров того, как один домен был вставлен в другой. Последовательность или структурное сходство с другими доменами демонстрируют, что гомологи вставленных и родительских доменов могут существовать независимо. Примером могут служить "пальцы", вставленные в домен "ладонь" внутри полимераз семейства Pol I. Поскольку один домен может быть вставлен в другой, в многодоменном белке всегда должен быть по крайней мере один непрерывный домен. Это основное различие между определениями структурных доменов и эволюционно-функциональных доменов. Эволюционная область будет ограничена одной или двумя связями между доменами, тогда как структурные домены могут иметь неограниченные связи в рамках данного критерия существования общего ядра. Несколько структурных доменов могут быть отнесены к эволюционному домену.

Супердомен состоит из двух или более консервативных доменов номинально независимого происхождения, но впоследствии наследуется как единая структурно-функциональная единица. [51] Этот комбинированный супердомен может встречаться в различных белках, которые не связаны только дупликацией генов. Примером супердомена является доменная пара белок тирозинфосфатаза–С2 в PTEN, тензине, ауксилине и мембранном белке TPTE2. Этот супердомен содержится в белках животных, растений и грибов. Ключевой особенностью супердомена PTP-C2 является сохранение аминокислотных остатков на границе раздела доменов.

Домены являются автономными складывающимися единицами[править]

Складчатость[править]

Дополнительная информация: Сворачивание белка

Сворачивание белка - нерешенная проблема : начиная с основополагающей работы Анфинсена в начале 1960-х годов[20] цель полностью понять механизм, с помощью которого полипептид быстро сворачивается в свою стабильную нативную конформацию, остается труднодостижимой. Многие экспериментальные исследования сворачивания внесли большой вклад в наше понимание, но принципы, управляющие сворачиванием белка, все еще основаны на принципах, открытых в самых первых исследованиях сворачивания. Анфинсен показал, что нативное состояние белка термодинамически стабильно, а конформация находится на глобальном минимуме его свободной энергии.

Фолдинг-это направленный поиск конформационного пространства, позволяющего белку сворачиваться в биологически допустимом масштабе времени. Парадокс Левинталя утверждает, что если белок усредненного размера будет пробовать все возможные конформации, прежде чем найти ту, которая имеет наименьшую энергию, то весь процесс займет миллиарды лет.1 и 1000 секунд. Поэтому процесс сворачивания белка должен быть направлен каким-то образом через определенный путь сворачивания. Силы, направляющие этот поиск, скорее всего, представляют собой комбинацию локальных и глобальных влияний, последствия которых ощущаются на различных стадиях реакции.

Достижения в экспериментальных и теоретических исследованиях показали, что фолдинг можно рассматривать в терминах энергетических ландшафтов, где кинетика фолдинга рассматривается как прогрессивная организация ансамбля частично свернутых структур, через которые проходит белок на пути к свернутой структуре. Это было описано в терминах складывающейся воронки, в которой развернутый белок имеет большое количество доступных конформационных состояний и меньше состояний, доступных свернутому белку. Воронка подразумевает, что для сворачивания белка происходит уменьшение энергии и потеря энтропии с увеличением образования третичной структуры. Локальная шероховатость воронки отражает кинетические ловушки, соответствующие накоплению неправильно свернутых промежуточных продуктов. Складывающаяся цепь прогрессирует к более низким внутрицепочечным свободным энергиям за счет увеличения ее компактности. Конформационные возможности цепи в конечном счете все более сужаются к одной нативной структуре.

Преимущество доменов в сворачивании белка[править]

Организация больших белков структурными доменами представляет собой преимущество для сворачивания белка, причем каждый домен способен сворачиваться индивидуально, ускоряя процесс сворачивания и уменьшая потенциально большую комбинацию взаимодействий остатков. Кроме того, учитывая наблюдаемое случайное распределение гидрофобных остатков в белках,[56] формирование домена, по-видимому, является оптимальным решением для крупного белка похоронить свои гидрофобные остатки, сохраняя при этом гидрофильные остатки на поверхности.

Однако роль междоменных взаимодействий в сворачивании белка и в энергетике стабилизации нативной структуры, вероятно, различна для каждого белка. В лизоциме Т4 влияние одного домена на другой настолько сильно, что вся молекула устойчива к протеолитическому расщеплению. В этом случае складывание представляет собой последовательный процесс, в котором С-концевой домен должен складываться независимо на ранней стадии, а другой домен требует присутствия сложенного С-концевого домена для складывания и стабилизации.

Было обнаружено, что сворачивание изолированного домена может происходить с той же скоростью, а иногда и быстрее, чем у интегрированного домена, что позволяет предположить, что во время сворачивания могут возникать неблагоприятные взаимодействия с остальной частью белка. Несколько аргументов предполагают, что самым медленным шагом в сворачивании крупных белков является спаривание свернутых доменов.[30] Это происходит либо потому, что домены сложены не совсем правильно, либо потому, что небольшие корректировки, необходимые для их взаимодействия, энергетически неблагоприятны, такие как удаление воды с поверхности раздела доменов.

Домены и гибкость белков[править]

Основная статья: Динамика белка § Глобальная гибкость: несколько доменов

Динамика белковых доменов играет ключевую роль во множестве молекулярных процессов распознавания и передачи сигналов. Белковые домены, соединенные внутренне неупорядоченными гибкими линкерными доменами, индуцируют дальнодействующую аллостерию через динамику белковых доменов. Результирующие динамические моды обычно не могут быть предсказаны по статическим структурам как всего белка, так и отдельных доменов. Однако они могут быть выведены путем сравнения различных структур белка (как в базе данных молекулярных движений). Они также могут быть предложены путем отбора проб по обширным траекториям молекулярной динамики и анализ главных компонент или их можно непосредственно наблюдать с помощью спектров, измеренных спектроскопией нейтронного спинового эха.

Определение предметной области по структурным координатам[править]

Важность доменов как структурных строительных блоков и элементов эволюции привела к появлению многих автоматизированных методов их идентификации и классификации в белках известной структуры. Автоматические процедуры надежного назначения доменов необходимы для создания доменных баз данных, особенно по мере увеличения числа известных белковых структур. Хотя границы области могут быть определены визуальным осмотром, построение автоматизированного метода не является простым делом. Проблемы возникают при столкновении с доменами, которые являются прерывистыми или сильно ассоциированными. Тот факт, что не существует стандартного определения того, что такое домен на самом деле, означает, что назначения доменов сильно различаются, и каждый исследователь использует уникальный набор критериев.

Структурный домен-это компактная глобулярная подструктура с большим количеством взаимодействий внутри нее, чем с остальной частью белка. Поэтому структурный домен можно определить по двум визуальным характеристикам: его компактности и степени изоляции. Меры локальной компактности в белках использовались во многих ранних методах назначения доменов и в некоторых более поздних методах.

Методы[править]

Один из первых алгоритмов использовал карту расстояний Ca-Ca вместе с иерархической процедурой кластеризации, которая рассматривала белки как несколько небольших сегментов длиной 10 остатков. Начальные сегменты были сгруппированы один за другим на основе межсегментных расстояний; сегменты с кратчайшими расстояниями были сгруппированы и впоследствии рассматривались как отдельные сегменты. Ступенчатая кластеризация, наконец, включала полный белок. Go также использовал тот факт, что междоменные расстояния обычно больше внутридоменных расстояний; все возможныеРасстояния Ca-Ca были представлены в виде диагональных графиков, на которых наблюдались отчетливые паттерны для спиралей, протяженных нитей и комбинаций вторичных структур.

Метод Соудхамини и Бланделла кластеризует вторичные структуры в белке на основе их Ca-Ca расстояний и идентифицирует домены по паттерну в их дендрограммах. Поскольку процедура не рассматривает белок как непрерывную цепь аминокислот, нет никаких проблем в обработке прерывистых доменов. Специфические узлы в этих дендрограммах идентифицируются как третичные структурные кластеры белка, к ним относятся как супер-вторичные структуры, так и домены. Алгоритм DOMAK используется для создания базы данных домена 3Dee. Он вычисляет "значение разделения" из числа каждого типа контактов, когда белок произвольно делится на две части. Это значение разделения велико, когда две части структуры различны.

Метод Водака и Янина был основан на вычислении областей раздела между двумя сегментами цепи, многократно расщепленными в различных положениях остатка. Площади раздела были рассчитаны путем сравнения площадей поверхности расщепленных сегментов с площадью поверхности нативной структуры. Потенциальные доменные границы могут быть идентифицированы на сайте, где площадь интерфейса была минимальной. Другие методы использовали меры доступности растворителя для расчета компактности.

Алгоритм PUU включает гармоническую модель,используемую для аппроксимации междоменной динамики. Основная физическая концепция заключается в том, что внутри каждого домена будет происходить много жестких взаимодействий, а между доменами будут происходить свободные взаимодействия. Этот алгоритм используется для определения доменов в базе данных доменов FSSP.

Суинделлс (1995) разработал ДЕТЕКТИВНЫЙ метод идентификации доменов в белковых структурах, основанный на идее, что домены имеют гидрофобную внутреннюю поверхность. Было обнаружено, что недостатки возникают, когда гидрофобные ядра из разных доменов продолжают проходить через интерфейсную область.

RigidFinder-это новый метод идентификации жестких блоков белка (доменов и петель) из двух различных конформаций. Жесткие блоки определяются как блоки, в которых все расстояния между остатками сохраняются по всем конформациям.

Метод RIBFIND, разработанный Пандуранганом и Topf, идентифицирует твердые тела в белковых структурах путем пространственной кластеризации вторичных структурных элементов в белках. Жесткие тела RIBFIND были использованы для гибкого вписывания белковых структур в карты плотности криоэлектронной микроскопии.

Общий метод идентификации динамических доменов, то есть областей белка, которые ведут себя примерно как жесткие единицы в ходе структурных флуктуаций, был введен Potestio et al. и, среди других приложений, также использовался для сравнения согласованности доменных подразделений, основанных на динамике, со стандартными структурными подразделениями. Метод, называемый PiSQRD, является общедоступным в виде веб-сервера. Последний позволяет пользователям оптимально подразделять одноцепочечные или мультимерные белки на квазижесткие домены. основаны на коллективных режимах флуктуации системы. По умолчанию последние вычисляются с помощью эластичной сетевой модели; в качестве альтернативы пользователь может загрузить предварительно рассчитанные существенные динамические пространства.

Примеры доменов[править]

  1. Повторы броненосца: назван в честь β-катениноподобного белка броненосца плодовой мухи Drosophila melanogaster.
  • Основной лейциновый домен молнии (bZIP domain): обнаружен во многих ДНК-связывающих эукариотических белках. Одна часть домена содержит область, которая опосредует специфические для последовательности ДНК-связывающие свойства, и лейциновую молнию, необходимую для димеризации двух ДНК-связывающих областей. ДНК-связывающая область содержит ряд основных аминокислот, таких как аргинин и лизин.
Кадгериновые повторы: кадгерины функционируют как Ca2+-зависимые белки межклеточной адгезии. Кадгериновые домены-это внеклеточные области, которые опосредуют межклеточное гомофильное связывание кадгеринов на поверхности соседних клеток.
  • Домен эффектора смерти (DED): позволяет связывать белок с белком путем гомотипических взаимодействий (DED-DED). Каспазные протеазы запускают апоптоз с помощью протеолитических каскадов. Про-каспаза-8 и про-каспаза-9 связываются со специфическими молекулами-адаптерами через домены DED, что приводит к аутоактивации каспаз.
  • EF hand: структурный мотив спираль-поворот-спираль , обнаруженный в каждом структурном домене сигнального белка кальмодулина и в мышечном белке тропонине-С.
  • Иммуноглобулиноподобные домены: обнаруживаются в белках суперсемейства иммуноглобулинов (IgSF).[85] Они содержат около 70-110 аминокислот и классифицируются на различные категории (IgV, IgC1, IgC2 и IgI) в зависимости от их размера и функции. Они обладают характерной складкой, в которой два бета-листа образуют "сэндвич", стабилизированный взаимодействиями между консервативными цистеинами и другими заряженными аминокислотами. Они важны для белок–белковых взаимодействий в процессах клеточной адгезии, активации клеток и молекулярного распознавания. Эти домены обычно встречаются в молекулах, играющих важную роль в иммунной системе.
Фосфотирозинсвязывающий домен (PTB): домены PTB обычно связываются с фосфорилированными остатками тирозина. Они часто встречаются в белках сигнальной трансдукции. Специфичность связывания PTB-домена определяется остатками на аминоконечной стороне фосфотирозина. Примеры: домены PTB как SHC, так и IRS-1 связываются с последовательностью NPXpY. PTB-содержащие белки, такие как SHC и IRS-1, важны для инсулиновых реакций клеток человека.
  • Домен гомологии плекстрина (PH): домены PH связывают фосфоинозитиды с высоким сродством. Наблюдалась специфичность для птдинов(3)Р, птдинов(4)Р, птдинов(3,4)Р2, птдинов(4,5)Р2 и птдинов(3,4,5)Р3. Учитывая тот факт, что фосфоинозитиды секвестрируются в различные клеточные мембраны (из-за их длинного липофильного хвоста), РН-домены обычно вызывают рекрутирование рассматриваемого белка в мембрану, где белок может выполнять определенную функцию в передаче сигналов клетки, реорганизации цитоскелета или мембранном трафике.
  • Домен Src гомологии 2 (SH2): Домены SH2 часто встречаются в белках сигнальной трансдукции. Домены SH2 связываются с фосфорилированным тирозином (pTyr). Назван в честь фосфотирозинсвязывающего домена вирусного онкогена src, который сам по себе является тирозинкиназой. См. также: домен SH3.
ДНК-связывающий домен Цинковый палец (ZnF_GATA): домен-содержащие белки ZnF_GATA обычно являются факторами транскрипции, которые обычно связываются с последовательностью ДНК [AT]GATA[AG] промоторов.

Области неизвестной функции[править]

Основная статья: Область неизвестной функции

Большая часть доменов имеет неизвестную функцию. Домен неизвестной функции (DUF) - это белковый домен, который не имеет охарактеризованной функции. Эти семейства были собраны вместе в базе данных Pfam с использованием префикса DUF, за которым следует число, причем примерами являются DUF2992 и DUF1220. В настоящее время в базе данных Pfam насчитывается более 3000 семей DUF, что составляет более 20% известных семей. Удивительно, но количество DUF в Pfam увеличилось с 20% (в 2010 году) до 22% (в 2019 году), в основном из-за увеличения числа новых последовательностей генома. Pfam release 32.0 (2019) содержал 3961 DUF.

См. также[править]

Читать[править]

.wikipathways.org/

Пруф[править]

Структурные доменные базы данных

ncbi.nlm.nih.gov//NBK210/#A110

Базы данных домена последовательности

Функциональные доменные базы данных

supfam.org/SUPERFAMILY/dcGO/

Источник — https://wikixw.ru/index.php?title=Белковый_домен&oldid=46487