Википедија

Протеински домен

Протеински домен је део протеинске секвенце и структуре који може да еволуира, функционише, и постоји независно од остатка протеинског ланца. Сваки домен формира компактну три-димензионалну структуру и често може да буде самостално стабилан и склопљен. Многи протеини се састоје од неколико структурних домена. Један домен се може јавити у низу различитих протеина. Молекулска еволуција користи домене као структурне компоненте које могу да се комбинују у различитим аранжманима да би се формирали протеини са различитим функцијама. Домени варирају у дужини од око 25 аминокиселина до 500 аминокиселина. Најкраћи домени као што су цинкови прсти су стабилизовани металним јонима или дисулфидним мостовима. Домени често формирају функционалне јединице, као што је калцијум-везујући ЕФ-рука домен калмодулина. Пошто су они самостално стабилни, домени могу да се замене путем генетичког инжењерства између протеина, чиме се формирају химерни протеини.

Пируватна киназа (1пкн​), протеин са три домена

Залеђина уреди

Концепт домена је први предложио Ветлауфер 1973. на основу кристалографских студија X-зрацима живинског лизозима[1] и папаина[2] и ограничених протеолитичких испитивања имуноглобулина.[3][4] Он је дефинисао домене као стабилне јединице протеинске структуре које могу да се аутономно склопе. У прошлости су домени били описани као јединице:

  • компактне структуре[5]
  • функције и еволуције[6]
  • склапања.[7]

Све ове дефиниције су валидне и често се преклапају, нпр. за компактни структурни домен који је нађен у низу различитих протеина је вероватно да се самостално склапа унутар свог структурног окружења. Природа често повезује неколико домена чиме се формирају мулти-домени и мулти-функционални протеини са великим бројем могућности.[8] У мулти-доменском протеину, сваки домен може да извршава своју функцију независно, или на организован начин са својим суседима. Домени могу било да служе као модули за изградњу великих склопова, као што су вирусне честице или мишићна влакна, или до пруже специфична каталитичка или везивна места која су присутна код ензима или регулаторних протеина.

Пример протеина са више домена је пируватна киназа, гликолитички ензиме који има важну улогу у регулацији флукса од фруктоза-1,6-бифосфата до пирувата. Овај протеин садржи све-β регулаторни домен, α/β-супстрат везујући домен и α/β-нуклеотид везујући домен, који су повезани са неколико полипептидних спона[9]. Сваки домен у овом протеину се јавља у различитим групама протеинских фамилија.

Централни α/β-барелни домен, који везује супстрат, је један од уобичајених ензимских склопова. Он је присутан код многих различитих ензимских фамилија које катализују сасвим невезане реакције.[10] α/β-барел се обично назива ТИМ барелом. Ово име потиче од триозно фосфатне изомеразе, у чијој структури је био прво уочен.[11] Он је тренутно класификован у 26 хомологних фамилија у CATH бази података домена.[12] ТИМ барел је формиран од секвенце β-α-β мотива који су затворени водоничним везивањем прве и задње струке, чиме се формира барел са осам струка. Постоје различита становишта о еволуционом пореклу овог домена. Једна од студија сугестира да се заједнички предачки ензим рашчланио у неколико фамилија,[13] док друга сматра да је стабилна структура ТИМ-барела еволуирала путем конвергентне еволуције.[14]

ТИМ барел пируват киназе је 'дисконтинуалан', што значи да је више од једног полипептидног сегмента неопходно да би се формирао домен. То је вероватно последица уметања једног домена у други током протеинске еволуције. Било је показано да је међу познатим структурама једна четвртина структурних домена дисконтинуална.[15][16] Уметнути β-барелни регулаторни домен је 'континуалан', јер се састоји од једног непрекидног сегмента полипептида.

Ковалентна веза два домена има функционалну и структурну предност јер повећава стабилност у поређењу са истим структурама без ковалентне везе.[17] Друге предности су заштита интермедијара унутар интер-доменског ензимског отвора, који би иначе био нестабилан у воденом окружењу, и устаљени стехиометријски однос ензимске активности који је неопходан за секвенцијални низ реакција.[18]

Домени су јединица протеинске структуре уреди

Главни чланак: Протеинска структура

Примарна структура протеина (ланац аминокиселина) ултиматно кодира његову јединствену склопљену 3Д конформацију.[19] Најважнији фактор склапања протеина у 3Д структуру је дистрибуција поларних и неполарних бочних ланаца.[20] Склапање доводи до склањања хидрофобних бочних ланаца у унутрашњост молекула да би се избегао контакт са воденим окружењем. Генерално, протеини имају језгро формирано од хидрофобних остатака окружено омотачем хидрофилних остатака. Пошто су саме пептидне везе поларне, оне се неутралишу међусобним водоничним везивањем у хидрофобном окружењу. Тиме се стварају региони полипептида који формирају регуларне 3Д структурне мотиве који се називају секундарна структура. Постоје два главна типа секундарне структуре: α-хеликси и β-равни.

Референце уреди

  1. ^ Пхиллипс DC. (1966). „Тхе тхрее-дименсионал струцтуре оф ан ензyме молецуле”. Сциентифиц Америцан. 215 (5): 78—90. ПМИД 5978599. 
  2. ^ Дрентх Ј, Јансониус ЈН, Коекоек Р, Сwен ХМ, Wолтхерс БГ (1968). „Струцтуре оф папаин”. Натуре. 218 (5145): 929—32. ПМИД 5681232. дои:10.1038/218929а0. 
  3. ^ Портер РР. (1973). „Струцтурал студиес оф иммуноглобулинс”. Сциенце. 180 (87): 713—6. ПМИД 4122075. дои:10.1126/сциенце.180.4087.713. 
  4. ^ Еделман ГМ. (1973). „Антибодy струцтуре анд молецулар иммунологy”. Сциенце. 180 (88): 830—40. ПМИД 4540988. дои:10.1126/сциенце.180.4088.830. 
  5. ^ Рицхардсон Ј. С. (1981). „Тхе анатомy анд таxономy оф протеин струцтуре”. Адв Протеин Цхем. 34: 167—339. ПМИД 7020376. дои:10.1016/С0065-3233(08)60520-3. Архивирано из оригинала 10. 02. 2019. г. Приступљено 12. 04. 2011. 
  6. ^ Борк П. (1991). „Схуффлед домаинс ин еxтрацеллулар протеинс”. ФЕБС Летт. 286 (1-2): 47—54. ПМИД 1864378. дои:10.1016/0014-5793(91)80937-X. 
  7. ^ Wетлауфер ДБ. (1973). „Нуцлеатион, рапид фолдинг, анд глобулар интрацхаин регионс ин протеинс”. Проц Натл Ацад Сци УСА. 70 (3): 697—701. ПМЦ 433338  . ПМИД 4351801. дои:10.1073/пнас.70.3.697. 
  8. ^ Цхотхиа C. (1992). „Протеинс. Оне тхоусанд фамилиес фор тхе молецулар биологист”. Натуре. 357 (6379): 543—4. ПМИД 1608464. дои:10.1038/357543а0. 
  9. ^ Георге РА, Херинга Ј (2002). „Ан аналyсис оф протеин домаин линкерс: тхеир цлассифицатион анд роле ин протеин фолдинг”. Протеин Енг. 15 (11): 871—9. ПМИД 12538906. дои:10.1093/протеин/15.11.871. 
  10. ^ Хегyи Х, Герстеин M (1999). „Тхе релатионсхип бетwеен протеин струцтуре анд фунцтион: а цомпрехенсиве сурвеy wитх апплицатион то тхе yеаст геноме”. Ј Мол Биол. 288 (1): 147—64. ПМИД 10329133. дои:10.1006/јмби.1999.2661. 
  11. ^ Баннер; Блоомер, АЦ; Петско, ГА; Пхиллипс, DC; Погсон, CI; Wилсон, ИА; Цорран, ПХ; Фуртх, АЈ; Милман, ЈД; et al. (1975). „Струцтуре оф цхицкен мусцле триосе пхоспхате исомерасе детерминед црyсталлограпхицаллy ат 2.5 ангстром ресолутион усинг амино ацид сеqуенце дата”. Натуре. 255 (5510): 609—614. ПМИД 1134550. дои:10.1038/255609а0. 
  12. ^ Оренго ЦА, Мицхие АД, Јонес С, Јонес ДТ, Сwинделлс МБ, Тхорнтон ЈМ (1997). „ЦАТХ--а хиерарцхиц цлассифицатион оф протеин домаин струцтурес”. Струцтуре. 5 (8): 1093—108. ПМИД 9309224. дои:10.1016/С0969-2126(97)00260-8. 
  13. ^ Цоплеy, Р. Р. & Борк, П (2000). „Хомологy амонг (бетаалпха)(8) баррелс: имплицатионс фор тхе еволутион оф метаболиц патхwаyс”. Ј Мол Биол. 303 (4): 627—641. ПМИД 11054297. дои:10.1006/јмби.2000.4152. 
  14. ^ Леск АМ, Брäндéн CI, Цхотхиа C (1989). „Струцтурал принциплес оф алпха/бета баррел протеинс: тхе пацкинг оф тхе интериор оф тхе схеет”. Протеинс. 5 (2): 139—48. ПМИД 2664768. дои:10.1002/прот.340050208. 
  15. ^ Јонес С, Стеwарт M, Мицхие А, Сwинделлс МБ, Оренго C, Тхорнтон ЈМ (1998). „Домаин ассигнмент фор протеин струцтурес усинг а цонсенсус аппроацх: цхарацтеризатион анд аналyсис”. Протеин Сци. 7 (2): 233—42. ПМЦ 2143930  . ПМИД 9521098. дои:10.1002/про.5560070202. [мртва веза]
  16. ^ Холм L, Сандер C (1994). „Парсер фор протеин фолдинг унитс”. Протеинс. 19 (3): 256—68. ПМИД 7937738. дои:10.1002/прот.340190309. 
  17. ^ Гхéлис C, Yон ЈМ (1979). „[Цонформатионал цоуплинг бетwеен струцтурал унитс. А децисиве степ ин тхе фунцтионал струцтуре форматион]”. C Р Сеанцес Ацад Сци D. 289 (2): 197—9. ПМИД 117925. 
  18. ^ Остермеиер M, Бенковиц СЈ (2000). „Еволутион оф протеин фунцтион бy домаин сwаппинг”. Адв Протеин Цхем. 55: 29—77. ПМИД 11050932. 
  19. ^ АНФИНСЕН ЦБ, ХАБЕР Е, СЕЛА M, WХИТЕ ФХ Јр (1961). „Тхе кинетицс оф форматион оф нативе рибонуцлеасе дуринг оxидатион оф тхе редуцед полyпептиде цхаин”. Проц Натл Ацад Сци УСА. 47 (9): 1309—14. ПМЦ 223141  . ПМИД 13683522. дои:10.1073/пнас.47.9.1309. 
  20. ^ Цордес, M. Х.; Давидсон, А. Р.; Сауер, Р. Т (1996). „Сеqуенце спаце, фолдинг анд протеин десигн”. Цурр Опин Струцт Биол. 6 (1): 3—10. ПМИД 8696970. дои:10.1016/С0959-440X(96)80088-1. 

Литература уреди

Спољашње везе уреди

Базе података структурних домена уреди

Базе података секвенци домена уреди

Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Proteinski_domen&oldid=27557741”