Třída skládání proteinů - Protein fold class

Souhrn funkční anotace záhybů nejpřednějších překladových proteinů

Třídy skládání proteinů jsou široké kategorie terciární struktura proteinu topologie. Popisují skupiny proteinů, které sdílejí podobné proporce aminokyselin a sekundární struktury. Každá třída obsahuje několik nezávislých proteinové superrodiny (tj. nejsou nutně evolučně související navzájem).[1][2][3]

Obecně uznávané třídy

Čtyři velké třídy bílkovin, na kterých se obecně shodují dvě hlavní databáze klasifikace struktur (SCOP a KOCOUR ).

all-α

All-α proteiny jsou třídou strukturální domény ve kterém sekundární struktura se skládá výhradně z α-šroubovice, s možnou výjimkou několika izolovaných β-listy na periferii.

Mezi běžné příklady patří bromodoména, globinový záhyb a homeodomain fold.

all-β

All-β proteiny jsou třídou strukturální domény ve kterém sekundární struktura se skládá výhradně z β-listy, s možnou výjimkou několika izolovaných α-šroubovice na periferii.

Mezi běžné příklady patří SH3 doména, doména beta-vrtule, složení imunoglobulinu a B3 DNA vazebná doména.

α + β

α + β proteiny jsou třídou strukturální domény ve kterém sekundární struktura se skládá z α-šroubovice a β-řetězce které se vyskytují samostatně podél páteř. The β-řetězce jsou tedy většinou antiparalelní.[4]

Mezi běžné příklady patří ferredoxinový záhyb, ribonukleáza A a SH2 doména.

α / β

α / β proteiny jsou třídou strukturální domény ve kterém sekundární struktura se skládá ze střídání α-šroubovice a β-řetězce podél páteře. The β-řetězce jsou tedy většinou paralelní.[4]

Mezi běžné příklady patří flavodoxinový záhyb, Hlaveň TIM a bílkoviny bohaté na opakování (LRR), jako je inhibitor ribonukleázy.

Další třídy

Membránové proteiny

Membránové proteiny komunikovat s biologické membrány buď vložením do něj, nebo uvázáním pomocí kovalentně připojeného lipidu. Jsou jedním z běžných typů bílkovin spolu s rozpustnými globulární proteiny, vláknité proteiny, a neuspořádané proteiny.[5] Jsou cílem více než 50% všech moderních léčivých přípravků.[6] Odhaduje se, že 20–30% všech geny ve většině genomy kódují membránové proteiny.[7]

Jiskrově neuspořádané proteiny

Jiskrově neuspořádané proteiny chybí pevné nebo objednané trojrozměrná struktura.[8][9][10] IDP pokrývají spektrum států od plně nestrukturovaných po částečně strukturované a zahrnují náhodné cívky, (pre-)roztavené kuličky a velké multidoménové proteiny spojené flexibilními linkery. Představují jeden z hlavních typů bílkovin (vedle kulovitý, vláknitý a membránové proteiny ).[5]

Navinuté cívkové proteiny

Navinuté cívkové proteiny tvoří dlouhé, nerozpustné vlákna podílí se na extracelulární matrix. Existuje mnoho skleroproteinů superrodiny počítaje v to keratin, kolagen, elastin, a fibroin. Role těchto proteinů zahrnují ochranu a podporu, formování pojivová tkáň, šlachy, kostní matice, a svalové vlákno.

Malé bílkoviny

Malé bílkoviny obvykle mají terciární strukturu, kterou udržuje disulfidové mosty (proteiny bohaté na cystein ), kovové ligandy (proteiny vázající kov ) a nebo kofaktory jako heme.

Navržené proteiny

Výsledkem je řada proteinových struktur racionální design a neexistují v přírodě. Proteiny mohou být navrženy od nuly (de novo design) nebo provedením vypočítaných variací na známou proteinovou strukturu a její sekvenci (známou jako redesign bílkovin). Přístupy racionálního designu proteinů vytvářejí předpovědi sekvence proteinů, které se budou skládat do specifických struktur. Tyto predikované sekvence lze poté experimentálně ověřit pomocí metod, jako je syntéza peptidů, místně zaměřená mutageneze nebo Syntéza umělých genů.

Viz také

Reference

  1. ^ Hubbard, Tim J. P .; Murzin, Alexey G .; Brenner, Steven E .; Chothia, Cyrus (01.01.1997). „SCOP: databáze strukturní klasifikace proteinů“. Výzkum nukleových kyselin. 25 (1): 236–239. doi:10.1093 / nar / 25.1.236. ISSN  0305-1048. PMC  146380. PMID  9016544.
  2. ^ Greene, Lesley H .; Lewis, Tony E .; Addou, Sarah; Manžeta, Alison; Dallman, Tim; Dibley, Mark; Redfern, Oliver; Pearl, Frances; Nambudiry, Rekha (01.01.2007). „Databáze struktury domén CATH: nové protokoly a úrovně klasifikace poskytují komplexnější zdroj pro zkoumání vývoje“. Výzkum nukleových kyselin. 35 (doplněk 1): D291 – D297. doi:10.1093 / nar / gkl959. ISSN  0305-1048. PMC  1751535. PMID  17135200.
  3. ^ Fox, Naomi K .; Brenner, Steven E .; Chandonia, John-Marc (01.01.2014). „SCOPe: Strukturální klasifikace proteinů - rozšířená, integrující data SCOP a ASTRAL a klasifikace nových struktur“. Výzkum nukleových kyselin. 42 (D1): D304 – D309. doi:10.1093 / nar / gkt1240. ISSN  0305-1048. PMC  3965108. PMID  24304899.
  4. ^ A b Efimov, Alexander V. (1995). "Strukturální podobnost mezi dvouvrstvými α / β a β-proteiny". Journal of Molecular Biology. 245 (4): 402–415. doi:10.1006 / jmbi.1994.0033. PMID  7837272.
  5. ^ A b Andreeva, A (2014). „Prototyp SCOP2: nový přístup k těžbě proteinové struktury“. Nucleic Acids Res. 42 (Problém s databází): D310–4. doi:10.1093 / nar / gkt1242. PMC  3964979. PMID  24293656.
  6. ^ Overington JP, Al-Lazikani B, Hopkins AL (prosinec 2006). „Kolik drogových cílů existuje?“. Nat Rev Drug Discov. 5 (12): 993–6. doi:10.1038 / nrd2199. PMID  17139284.
  7. ^ Krogh, A.; Larsson, B. R .; Von Heijne, G.; Sonnhammer, E. L. L. (2001). „Predikce topologie transmembránového proteinu se skrytým markovovým modelem: Aplikace k dokončení genomů“. Journal of Molecular Biology. 305 (3): 567–580. doi:10.1006 / jmbi.2000.4315. PMID  11152613.
  8. ^ Dunker, A. K .; Lawson, J. D .; Brown, C. J .; Williams, R. M .; Romero, P; J. S .; Oldfield, C. J .; Campen, A. M .; Ratliff, C. M .; Hipps, K. W .; Ausio, J; Nissen, M. S .; Reeves, R; Kang, C; Kissinger, C. R .; Bailey, R. W .; Griswold, M. D .; Chiu, W; Garner, E. C .; Obradovic, Z (2001). "Jiskrově neuspořádaný protein". Journal of Molecular Graphics & Modeling. 19 (1): 26–59. CiteSeerX  10.1.1.113.556. doi:10.1016 / s1093-3263 (00) 00138-8. PMID  11381529.
  9. ^ Dyson HJ, Wright PE (březen 2005). "Jiskrově nestrukturované proteiny a jejich funkce". Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 6 (3): 197–208. doi:10.1038 / nrm1589. PMID  15738986.
  10. ^ Dunker AK, Silman I, Uversky VN, Sussman JL (prosinec 2008). "Funkce a struktura inherentně narušených proteinů". Curr. Opin. Struct. Biol. 18 (6): 756–64. doi:10.1016 / j.sbi.2008.10.002. PMID  18952168.