Внутренне неупорядоченные белки
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Конформационная гибкость белка SUMO-1 (PDB: 1a5r ). Центральная часть имеет относительно упорядоченную структуру. Наоборот, N- и C-концевые области (левый и правый, соответственно) обнаруживают «внутренний беспорядок», хотя короткая спиральная область сохраняется в N-концевом хвосте. Были преобразованы десять альтернативных моделей ЯМР . Элементы вторичной структуры: α-спирали (красные), β-тяжи (синие стрелки). [1]

Внутренне неупорядоченный белок ( IDP ) — это белок , которому не хватает фиксированной или упорядоченной трехмерной структуры , [2] [3] [4] , как правило, в отсутствие его макромолекулярных партнеров по взаимодействию, таких как другие белки или РНК. IDP варьируются от полностью неструктурированных до частично структурированных и включают случайные клубки , агрегаты, подобные расплавленным глобулам , или гибкие линкеры в крупных многодоменных белках. Иногда их выделяют в отдельный класс белков наряду с глобулярными , фиброзными и мембранными белками . [5]

IDP представляют собой очень большой и функционально важный класс белков, и их открытие опровергло идею о том, что трехмерные структуры белков должны быть зафиксированы для выполнения их биологических функций . Например, было идентифицировано, что IDPs участвуют в слабых мультивалентных взаимодействиях, которые очень кооперативны и динамичны, что придает им важность в регуляции ДНК и в передаче сигналов клетками . [6] Многие IDP также могут принимать фиксированную трехмерную структуру после связывания с другими макромолекулами. В целом, IDP во многих отношениях отличаются от структурированных белков и, как правило, имеют отличительную функцию, структуру, последовательность, взаимодействие, эволюцию и регуляцию. [7]

История

Ансамбль структур ЯМР растворимого фосфопротеина TSP9 тилакоидов, который показывает в значительной степени гибкую белковую цепь . [8]

В 1930–1950-х годах с помощью кристаллографии белков были решены первые структуры белков . Эти ранние структуры предполагали, что для обеспечения биологических функций белков обычно может потребоваться фиксированная трехмерная структура . Эти публикации укрепили центральную догму молекулярной биологии , согласно которой аминокислотная последовательность белка определяет его структуру, которая, в свою очередь, определяет его функцию. В 1950 году Каруш написал о «конфигурационной адаптивности», противоречащей этому предположению. Он был убежден, что белки имеют более одной конфигурации на одном и том же энергетическом уровне и могут выбирать одну из них при связывании с другими субстратами. В 1960- х годах парадокс Левинталяпредположили, что систематический конформационный поиск длинного полипептида вряд ли приведет к получению единой свернутой белковой структуры в биологически релевантных временных масштабах (т.е. от микросекунд до минут). Любопытно, что для многих (небольших) белков или белковых доменов можно наблюдать относительно быструю и эффективную рефолдинг in vitro. Как указано в «Догме Анфинсена» 1973 г., фиксированная трехмерная структура этих белков уникально закодирована в своей первичной структуре (аминокислотной последовательности), кинетически доступна и стабильна в ряде (близких) физиологических условий и, следовательно, может рассматриваться как нативное состояние таких «упорядоченных» белков. [9]

Однако в последующие десятилетия многие крупные белковые области не могли быть отнесены к наборам рентгеновских данных, что указывало на то, что они занимают несколько позиций, которые усредняются на картах электронной плотности . Отсутствие фиксированных уникальных положений относительно кристаллической решетки предполагало, что эти области «неупорядочены». Спектроскопия ядерного магнитного резонанса белков также продемонстрировала наличие больших гибких линкеров и концов во многих решенных структурных ансамблях.

В 2001 году Дункер задался вопросом, не игнорировалась ли недавно найденная информация в течение 50 лет [10] с появлением дополнительных количественных анализов в 2000-х годах. [11] В 2010-х годах стало ясно, что IDP распространены среди связанных с болезнью белков, таких как альфа-синуклеин и тау . [12]

Избыток

В настоящее время общепризнано, что белки существуют как ансамбль подобных структур, причем некоторые области более ограничены, чем другие. IDPs занимают крайний конец этого спектра гибкости и включают белки со значительной тенденцией к локальной структуре или гибкие многодоменные сборки. [13] [14]

Биоинформационные предсказания показали, что внутренние беспорядки чаще встречаются в геномах и протеомах , чем в известных структурах в базе данных белков . На основании предсказания DISOPRED2 длинные (>30 остатков) неупорядоченные сегменты встречаются в 2,0% архейных, 4,2% эубактериальных и 33,0% эукариотических белков [11] , включая определенные белки, связанные с заболеванием. [12]

Биологические роли

Высокодинамичные неупорядоченные области белков связаны с такими функционально важными явлениями, как аллостерическая регуляция и ферментативный катализ . [13] [14] Многие неупорядоченные белки имеют аффинность связывания с их рецепторами, регулируемую посттрансляционной модификацией , поэтому было высказано предположение, что гибкость неупорядоченных белков способствует различным конформационным требованиям для связывания модифицирующих ферментов, а также их рецепторов. [15] Внутреннее расстройство особенно обогащено белками, участвующими в клеточной передаче сигналов, транскрипции и функциях ремоделирования хроматина . [16] [17]Гены, недавно возникшие de novo , как правило, имеют более высокий уровень беспорядка. [18] [19]

Гибкие линкеры

Неупорядоченные области часто встречаются в виде гибких линкеров или петель, соединяющих домены. Линкерные последовательности сильно различаются по длине, но обычно богаты полярными незаряженными аминокислотами . Гибкие линкеры позволяют соединяющим доменам свободно скручиваться и вращаться, чтобы рекрутировать своих партнеров по связыванию посредством динамики белковых доменов . Они также позволяют своим партнерам по связыванию вызывать крупномасштабные конформационные изменения с помощью дальнодействующей аллостерии . [13] [2] Гибкий линкер FBP25, который соединяет два домена FKBP25, важен для связывания FKBP25 с ДНК. [20]

Линейные мотивы

Линейные мотивы представляют собой короткие неупорядоченные участки белков, которые опосредуют функциональные взаимодействия с другими белками или другими биомолекулами (РНК, ДНК, сахара и т. д.). Многие роли линейных мотивов связаны с клеточной регуляцией, например, в контроле формы клеток, субклеточной локализации отдельных белков и регулировании оборота белков. Часто посттрансляционные модификации, такие как фосфорилирование, настраивают сродство (нередко на несколько порядков) отдельных линейных мотивов к конкретным взаимодействиям. Относительно быстрая эволюция и относительно небольшое количество структурных ограничений для установления новых (низкоаффинных) интерфейсов делают обнаружение линейных мотивов особенно сложным, но их широко распространенная биологическая роль и тот факт, что многие вирусы имитируют/перехватывают линейные мотивы для эффективного перекодирования инфицированных клеток, подчеркивают своевременная актуальность исследований по этой очень сложной и интересной теме. В отличие от глобулярных белков, IDP не имеют пространственно расположенных активных карманов. Тем не менее, в 80% IDP (~ 3 дюжины), подвергнутых подробной структурной характеристике с помощью ЯМР, присутствуют линейные мотивы, называемые PreSMos (предварительно структурированные мотивы), которые представляют собой временные вторичные структурные элементы, предназначенные для распознавания мишеней. В нескольких случаях было продемонстрировано, что эти переходные структуры становятся полными и стабильными вторичными структурами, например, спирали при связывании с мишенью. Следовательно, PreSMos являются предполагаемыми активными сайтами у ВПЛ.[21]

Парное складывание и переплет

Многие неструктурированные белки претерпевают переходы в более упорядоченные состояния при связывании со своими мишенями (например, Molecular Recognition Features (MoRFs) [22] ). Парное сворачивание и связывание могут быть локальными, затрагивающими лишь несколько взаимодействующих остатков, или могут затрагивать весь белковый домен. Недавно было показано, что совмещенное сворачивание и связывание позволяют закопать большую площадь поверхности, что было бы возможно только для полностью структурированных белков, если бы они были намного больше. [23] Кроме того, некоторые неупорядоченные области могут служить «молекулярными переключателями» в регуляции определенных биологических функций путем переключения на упорядоченную конформацию при молекулярном распознавании, например, связывание малых молекул, связывание ДНК/РНК, взаимодействие ионов и т. д. [24]

Способность неупорядоченных белков связываться и, таким образом, выполнять свою функцию показывает, что стабильность не является обязательным условием. Многие короткие функциональные участки, например, короткие линейные мотивы , чрезмерно представлены в неупорядоченных белках. Неупорядоченные белки и короткие линейные мотивы особенно распространены во многих РНК-вирусах , таких как вирус Хендра , ВГС , ВИЧ-1 и вирусы папилломы человека . Это позволяет таким вирусам преодолевать свои информационно ограниченные геномы, облегчая связывание и манипулирование большим количеством белков клетки-хозяина . [25] [26]

Расстройство в связанном состоянии (нечеткие комплексы)

Внутренне неупорядоченные белки могут сохранять свою конформационную свободу, даже если они специфически связываются с другими белками. Структурный беспорядок в связанном состоянии может быть статическим или динамическим. В нечетких комплексах для функционирования требуется структурная множественность, и манипулирование связанной неупорядоченной областью изменяет активность. Конформационный ансамбль комплекса модулируется посредством посттрансляционных модификаций или белковых взаимодействий. [27] Специфичность ДНК-связывающих белков часто зависит от длины нечетких участков, которая варьируется путем альтернативного сплайсинга. [28] Некоторые нечеткие комплексы могут проявлять высокую аффинность связывания, [29]хотя другие исследования показали разные значения сродства для одной и той же системы в другом режиме концентрации. [30]

Структурные аспекты

Внутренне неупорядоченные белки адаптируют множество различных структур in vivo в соответствии с условиями клетки, создавая структурный или конформационный ансамбль. [31] [32]

Следовательно, их структуры тесно связаны с функциями. Однако лишь немногие белки полностью разупорядочены в нативном состоянии. Нарушение в основном обнаруживается в внутренне неупорядоченных областях (IDR) в хорошо структурированном белке. Таким образом, термин внутренне неупорядоченный белок (IDP) включает белки, содержащие IDR, а также полностью неупорядоченные белки.

Наличие и вид нарушения белка закодированы в его аминокислотной последовательности. [2] В целом, IDP характеризуются низким содержанием объемных гидрофобных аминокислот и высокой долей полярных и заряженных аминокислот, что обычно называют низкой гидрофобностью. [31] Это свойство приводит к хорошему взаимодействию с водой. Кроме того, высокие суммарные заряды способствуют беспорядку из-за электростатического отталкивания, возникающего из-за одинаково заряженных остатков. [32] Таким образом, неупорядоченные последовательности не могут достаточно похоронить гидрофобное ядро, чтобы свернуться в стабильные глобулярные белки. В некоторых случаях гидрофобные кластеры в неупорядоченных последовательностях дают ключ к идентификации областей, которые подвергаются сопряженному сворачиванию и связыванию (см.биологические роли ). Многие неупорядоченные белки обнаруживают участки без регулярной вторичной структуры. Эти области можно назвать гибкими по сравнению со структурированными петлями. В то время как последние являются жесткими и содержат только один набор углов Рамачандрана, IDP включают несколько наборов углов. [32] Термин гибкость также используется для хорошо структурированных белков, но описывает другое явление в контексте неупорядоченных белков. Гибкость структурированных белков связана с равновесным состоянием, в отличие от IDP. [32] Многие неупорядоченные белки также обнаруживают последовательности низкой сложности , т. е. последовательности с чрезмерным представлением нескольких остатков .. Хотя последовательности низкой сложности являются явным признаком беспорядка, обратное не обязательно верно, то есть не все неупорядоченные белки имеют последовательности низкой сложности. Неупорядоченные белки имеют низкое содержание предсказанной вторичной структуры .

Экспериментальная проверка

IDP могут быть проверены в нескольких контекстах. Большинство подходов к экспериментальной проверке IDP ограничены извлеченными или очищенными белками, в то время как некоторые новые экспериментальные стратегии направлены на изучение конформаций in vivo и структурных вариаций IDP внутри интактных живых клеток и систематическое сравнение их динамики in vivo и in vitro .

Подходы in vivo

Первое прямое доказательство персистенции внутреннего расстройства in vivo было получено с помощью внутриклеточного ЯМР при электропорации очищенного IDP и восстановлении клеток до интактного состояния. [33]

Теперь возможна более масштабная проверка прогнозов IDR in vivo с использованием «окрашивания» биотином. [34] [35]

Подходы in vitro

Внутренне развернутые белки после очистки могут быть идентифицированы различными экспериментальными методами. Основным методом получения информации о неупорядоченных участках белка является ЯМР-спектроскопия . Отсутствие электронной плотности в рентгеноструктурных исследованиях также может быть признаком беспорядка.

Свернутые белки имеют высокую плотность (частичный удельный объем 0,72-0,74 мл/г) и соизмеримо малый радиус инерции . Следовательно, развернутые белки могут быть обнаружены методами, которые чувствительны к размеру молекулы, плотности или гидродинамическому сопротивлению , таким как эксклюзионная хроматография , аналитическое ультрацентрифугирование , малоугловое рассеяние рентгеновских лучей (SAXS) и измерение константы диффузии . Несвернутые белки также характеризуются отсутствием вторичной структуры , о чем свидетельствует круговой дихроизм в дальнем УФ (170-250 нм) (особенно ярко выраженный минимум при ~200 нм) или в инфракрасном диапазоне .спектроскопия. Несвернутые белки также имеют открытые пептидные группы основной цепи, подвергающиеся воздействию растворителя, так что они легко расщепляются протеазами , подвергаются быстрому водородно-дейтериевому обмену и демонстрируют небольшую дисперсию (<1 м.д.) химических сдвигов амида 1H , измеренную с помощью ЯМР . (Свернутые белки обычно имеют дисперсию до 5 м.д. для амидных протонов.) Недавно были введены новые методы, включая быстрый параллельный протеолиз (FASTpp) , которые позволяют определять свернутые/неупорядоченные фракции без необходимости очистки. [36] [37]Даже тонкие различия в стабильности миссенс-мутаций, связывании белков-партнеров и индуцированном (само)полимеризацией сворачивании (например) спиральных спиралей могут быть обнаружены с использованием FASTpp, как недавно продемонстрировано с использованием взаимодействия белков тропомиозин-тропонин. [38] Полностью неструктурированные участки белка могут быть подтверждены экспериментально по их гиперчувствительности к протеолизу с использованием короткого времени расщепления и низких концентраций протеазы. [39]

Массовые методы изучения структуры и динамики IDP включают SAXS для получения информации о форме ансамбля, ЯМР для уточнения атомистического ансамбля, флуоресценцию для визуализации молекулярных взаимодействий и конформационных переходов, рентгеновскую кристаллографию для выделения более подвижных областей в других жестких белковых кристаллах, крио-ЭМ для выявления менее фиксированные части белков, светорассеяние для контроля распределения размеров IDP или кинетики их агрегации, химический сдвиг ЯМР и круговой дихроизм для контроля вторичной структуры IDP.

Одномолекулярные методы изучения IDP включают spFRET [40] для изучения конформационной гибкости IDP и кинетики структурных переходов, оптический пинцет [41] для изучения ансамблей IDP и их олигомеров или агрегатов с высоким разрешением, нанопоры [42] для выявления глобальных распределений формы IDP, магнитный пинцет [43] для изучения структурных переходов в течение длительного времени при малых силах, высокоскоростной АСМ [44] для прямой визуализации пространственно-временной гибкости IDP.

Аннотация расстройства

ЗАМЕЧАНИЕ465 - отсутствие плотности электронов в рентгеновской структуре, представляющее белковое нарушение ( PDB : 1a22 , человеческий гормон роста, связанный с рецептором). Компиляция скриншотов из базы данных PDB и представление молекул через VMD . Синие и красные стрелки указывают на отсутствующие остатки на рецепторе и гормоне роста соответственно.

Внутренний беспорядок можно либо аннотировать на основе экспериментальной информации, либо предсказать с помощью специального программного обеспечения. Алгоритмы прогнозирования расстройств могут предсказывать склонность к внутренним расстройствам (ID) с высокой точностью (приблизительно к 80%) на основе состава первичной последовательности, сходства с неназначенными сегментами в наборах данных рентгеновского исследования белков, гибких областей в исследованиях ЯМР и физико-химических свойств аминокислот. .

Базы данных расстройств

Были созданы базы данных для аннотирования белковых последовательностей информацией о внутренних нарушениях. База данных DisProt содержит набор отобранных вручную белковых сегментов, которые были экспериментально определены как неупорядоченные. MobiDB представляет собой базу данных, объединяющую экспериментально подобранные аннотации беспорядка (например, из DisProt) с данными, полученными из отсутствующих остатков в рентгеноструктурных кристаллографических структурах и гибких областей в структурах ЯМР.

Прогнозирование IDP по последовательности

Отделение неупорядоченных белков от упорядоченных имеет важное значение для предсказания беспорядка. Одним из первых шагов в поиске фактора, который отличает ВПЛ от не-ВПЛ, является определение предвзятости в аминокислотном составе. Следующие гидрофильные заряженные аминокислоты A, R, G, Q, S, P, E и K были охарактеризованы как аминокислоты, способствующие упорядочению, в то время как аминокислоты, способствующие упорядочению, W, C, F, I, Y, V, L и N являются гидрофобными и незаряженными. Остальные аминокислоты H, M, T и D неоднозначны, встречаются как в упорядоченных, так и в неструктурированных областях. [2] Более поздний анализ ранжировал аминокислоты по их склонности к образованию неупорядоченных областей следующим образом (порядок, способствующий развитию расстройства): W, F, Y, I, M, L, V, N, C, T, A, G. , R, D, H, Q, K, S, E, P. [45]

Эта информация является основой большинства предикторов на основе последовательностей. Области с незначительной вторичной структурой или без нее, также известные как области NORS (NO Regular Secondary Structure) [46] , и области низкой сложности могут быть легко обнаружены. Однако не все неупорядоченные белки содержат такие последовательности низкой сложности.

Методы прогнозирования

Основная статья: Список программного обеспечения для прогнозирования расстройств

Определение неупорядоченных участков биохимическими методами требует больших затрат времени и средств. Из-за изменчивого характера ИДП удается обнаружить лишь отдельные аспекты их строения, поэтому для полной характеристики требуется большое количество различных методов и экспериментов. Это дополнительно увеличивает затраты на определение IDP. Чтобы преодолеть это препятствие, создаются компьютерные методы прогнозирования структуры и функции белка. Получение знаний путем прогнозирования является одной из основных целей биоинформатики. Предикторы функции IDP также разрабатываются, но в основном используют структурную информацию, такую ​​как сайты линейных мотивов . [4] [47] Существуют различные подходы к прогнозированию структуры IDP, такие как нейронные сети.или матричные расчеты, основанные на различных структурных и/или биофизических свойствах.

Многие вычислительные методы используют информацию о последовательности, чтобы предсказать, является ли белок неупорядоченным. [48] ​​Известные примеры такого программного обеспечения включают IUPRED и Disopred. В разных методах могут использоваться разные определения расстройства. Мета-предикторы демонстрируют новую концепцию, объединяющую различные первичные предикторы для создания более компетентного и точного предиктора.

Из-за различных подходов к предсказанию неупорядоченных белков оценка их относительной точности довольно затруднительна. Например, нейронные сети часто обучаются на разных наборах данных. Категория предсказания беспорядка является частью проводимого два раза в год эксперимента CASP , предназначенного для проверки методов на соответствие точности обнаружения областей с отсутствующей трехмерной структурой (помечены в файлах PDB как REMARK465, отсутствующие плотности электронов в рентгеновских структурах).

Расстройство и болезнь

Внутренне неструктурированные белки вызывают ряд заболеваний. [12] Агрегация белков с неправильной укладкой является причиной многих синуклеинопатий и токсичности, поскольку эти белки начинают случайным образом связываться друг с другом и могут привести к раку или сердечно-сосудистым заболеваниям. Таким образом, неправильное сворачивание может происходить спонтанно, потому что за время жизни организма создаются миллионы копий белков. Агрегация внутренне неструктурированного белка α-синуклеинасчитается ответственным. Структурная гибкость этого белка вместе с его восприимчивостью к модификации в клетке приводит к неправильной укладке и агрегации. Генетика, окислительный и нитративный стресс, а также митохондриальные нарушения влияют на структурную гибкость неструктурированного белка α-синуклеина и связанные с ним механизмы заболевания. [49] Многие ключевые супрессоры опухолей имеют большие по своей природе неструктурированные области, например p53 и BRCA1. Эти области белков отвечают за опосредование многих их взаимодействий. Взяв за модель нативные защитные механизмы клетки, можно разработать лекарства, пытающиеся заблокировать место вредных субстратов и ингибировать их, тем самым противодействуя заболеванию. [50]

Компьютерное моделирование

Из-за высокой структурной неоднородности полученные экспериментальные параметры ЯМР/МУРР будут средними по большому числу весьма разнообразных и неупорядоченных состояний (ансамбля неупорядоченных состояний). Следовательно, чтобы понять структурные последствия этих экспериментальных параметров, необходимо точное представление этих ансамблей с помощью компьютерного моделирования. Для этой цели можно использовать молекулярно-динамические модели всего атома, но их использование ограничено точностью текущих силовых полей в представлении неупорядоченных белков. Тем не менее, некоторые силовые поля были специально разработаны для изучения неупорядоченных белков путем оптимизации параметров силового поля с использованием доступных данных ЯМР для неупорядоченных белков. (примеры: CHARMM 22*, CHARMM 32, [51] Amber ff03* и т. д.)

Моделирование MD, ограниченное экспериментальными параметрами (ограниченное MD), также использовалось для характеристики неупорядоченных белков. [52] [53] [54] В принципе, можно сэмплировать все конформационное пространство, если МД-моделирование (с точным силовым полем) выполняется достаточно долго. Из-за очень высокой структурной неоднородности масштабы времени, необходимые для этой цели, очень велики и ограничены вычислительной мощностью. Однако другие вычислительные методы, такие как ускоренное моделирование МД, [55] моделирование обмена репликами , [56] [57] метадинамика , [58] [59] мультиканоническое моделирование МД, [60] или методы, использующиекрупнозернистое представление с неявными и явными растворителями [61] [62] [63] использовалось для выборки более широкого конформационного пространства в меньших временных масштабах.

Кроме того, для понимания функциональных сегментов IDP использовались различные протоколы и методы анализа IDP, такие как исследования, основанные на количественном анализе содержания GC в генах и их соответствующих хромосомных полосах. [64] [65]

Смотрите также

  • IDP по ЯМР
  • База данных DisProt
  • База данных MobiDB
  • Расплавленная глобула
  • Случайный катушки
  • Темный протеом

использованная литература

  1. ↑ Majorek K, Kozlowski L, Jakalski M, Bujnicki JM (18 декабря 2008 г.). «Глава 2: Первые шаги прогнозирования структуры белка» (PDF) . В Bujnicki J (ред.). Прогнозирование белковых структур, функций и взаимодействий . John Wiley & Sons, Ltd., стр. 39–62. doi : 10.1002/9780470741894.ch2 . ISBN 9780470517673.
  2. ^ a b c d Дункер А. К., Лоусон Дж. Д., Браун С. Дж., Уильямс Р. М., Ромеро П., О Дж. С., Олдфилд С. Дж., Кампен А. М., Рэтлифф С. М., Хиппс К. В., Аусио Дж., Ниссен М. С., Ривз Р., Канг С., Киссинджер С. Р., Бейли Р.В., Грисволд М.Д., Чиу В., Гарнер Э.К., Обрадович З. (2001). «Внутренне неупорядоченный белок». Журнал молекулярной графики и моделирования . 19 (1): 26–59. CiteSeerX 10.1.1.113.556 . doi : 10.1016/s1093-3263(00)00138-8 . PMID 11381529 .  
  3. ↑ Dyson HJ , Wright PE (март 2005 г.). «Внутренне неструктурированные белки и их функции». Nature Reviews Молекулярно-клеточная биология . 6 (3): 197–208. doi : 10.1038/nrm1589 . PMID 15738986 . S2CID 18068406 .  
  4. ^ a b Дункер А.К., Силман И., Уверский В.Н., Суссман Дж.Л. (декабрь 2008 г.). «Функция и структура неупорядоченных по своей природе белков». Текущее мнение в структурной биологии . 18 (6): 756–64. doi : 10.1016/j.sbi.2008.10.002 . PMID 18952168 . 
  5. ↑ Андреева А., Ховорт Д., Чотия С., Кулеша Э., Мурзин А.Г. (январь 2014 г.). «Прототип SCOP2: новый подход к анализу структуры белка» . Исследование нуклеиновых кислот . 42 (выпуск базы данных): D310–4. doi : 10.1093/нар/gkt1242 . ПВК 3964979 . PMID 24293656 .  
  6. ↑ Wright PE, Dyson HJ (январь 2015 г.). «Внутренне неупорядоченные белки в клеточной передаче сигналов и регуляции» . Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 16 (1): 18–29. doi : 10.1038/nrm3920 . ПМЦ 4405151 . PMID 25531225 .  
  7. ^ Ван дер Ли Р., Бульян М., Ланг Б., Уэзеритт Р.Дж., Додрилл Г.В., Дункер А.К. и др. (июль 2014 г.). «Классификация внутренне неупорядоченных областей и белков» . Химические обзоры . 114 (13): 6589–6631. doi : 10.1021/cr400525m . ПМС 4095912 . PMID 24773235 .  
  8. ^ Сонг Дж., Ли М.С., Карлберг И., Венер А.В., Маркли Дж.Л. (декабрь 2006 г.). «Мицелло-индуцированное сворачивание растворимого фосфопротеина тилакоидов шпината массой 9 кДа и его функциональные последствия» . Биохимия . 45 (51): 15633–43. дои : 10.1021/bi062148m . ПВК 2533273 . PMID 17176085 .  
  9. ^ Анфинсен CB (июль 1973 г.). «Принципы, регулирующие складывание белковых цепей». Наука . 181 (4096): 223–230. Бибкод : 1973Sci...181..223A . doi : 10.1126/наука.181.4096.223 . PMID 4124164 . 
  10. ↑ Dunker AK, Lawson JD, Brown CJ, Williams RM, Romero P, Oh JS, Oldfield CJ, Campen AM, Ratliff CM, Hipps KW, Ausio J, Nissen MS, Reeves R, Kang C, Kissinger CR, Bailey RW, Griswold Доктор медицины, Чиу В., Гарнер Э.К., Обрадович З. (01.01.2001). «Внутренне неупорядоченный белок». Журнал молекулярной графики и моделирования . 19 (1): 26–59. CiteSeerX 10.1.1.113.556 . doi : 10.1016/s1093-3263(00)00138-8 . PMID 11381529 .  
  11. ^ a b Уорд Дж. Дж., Содхи Дж. С., МакГаффин Л. Дж., Бакстон Б. Ф., Джонс Д. Т. (март 2004 г.). «Прогнозирование и функциональный анализ нативных нарушений в белках трех царств жизни». Журнал молекулярной биологии . 337 (3): 635–45. CiteSeerX 10.1.1.120.5605 . doi : 10.1016/j.jmb.2004.02.002 . PMID 15019783 .  
  12. ^ a b c Уверский В.Н., Олдфилд С.Дж., Дункер А.К. (2008). «Внутренне неупорядоченные белки при заболеваниях человека: введение концепции D2». Ежегодный обзор биофизики . 37 : 215–46. doi : 10.1146/annurev.biophys.37.032807.125924 . PMID 18573080 . 
  13. ^ a b c Bu Z, Callaway DJ (2011). «Белки движутся! Динамика белков и дальняя аллостерия в передаче клеточных сигналов». Белковая структура и болезни . Достижения в области химии белков и структурной биологии. Том. 83. стр. 163–221. doi : 10.1016/B978-0-12-381262-9.00005-7 . ISBN 9780123812629. PMID  21570668 .
  14. ^ a b Камерлин С.К., Варшел А. (май 2010 г.). «На заре 21 века: является ли динамика недостающим звеном для понимания ферментативного катализа?» . Белки . 78 (6): 1339–1375. doi : 10.1002/прот.22654 . ПВК 2841229 . PMID 20099310 .  
  15. ↑ Коллинз М.О., Ю.Л., Кампузано И., Грант С.Г., Чоудхари Дж.С. (июль 2008 г.). «Фосфопротеомный анализ цитозоля головного мозга мыши выявил преобладание фосфорилирования белков в областях с нарушением внутренней последовательности» (PDF) . Молекулярная и клеточная протеомика . 7 (7): 1331–1348. doi : 10.1074/mcp.M700564-MCP200 . PMID 18388127 . S2CID 22193414 .   
  16. ^ Якушева Л.М., Браун С.Дж., Лоусон Д.Д., Обрадович З., Дункер А.К. (октябрь 2002 г.). «Внутреннее нарушение в клеточных сигнальных и связанных с раком белках». Журнал молекулярной биологии . 323 (3): 573–84. CiteSeerX 10.1.1.132.682 . doi : 10.1016/S0022-2836(02)00969-5 . PMID 12381310 .  
  17. ^ Сандху К.С. (2009). «Внутреннее расстройство объясняет разнообразные ядерные роли белков, ремоделирующих хроматин». Журнал молекулярного признания . 22 (1): 1–8. doi : 10.1002/jmr.915 . PMID 18802931 . S2CID 33010897 .  
  18. ↑ Уилсон Б.А., Фой С.Г., Неме Р., Мазель Дж. (июнь 2017 г.). «Молодые гены сильно нарушены, как это предсказывает преадаптационная гипотеза рождения генов De Novo » . Экология природы и эволюция . 1 (6): 0146–146. doi : 10.1038/s41559-017-0146 . ПВК 5476217 . PMID 28642936 .  
  19. ↑ Уиллис С., Мазель Дж. (сентябрь 2018 г.). «Рождение генов способствует структурному беспорядку, закодированному перекрывающимися генами» . Генетика . 210 (1): 303–313. doi : 10.1534/genetics.118.301249 . ПВК 6116962 . PMID 30026186 .  
  20. ^ Пракаш, Аджит; Шин, Джун; Раджан, Шрикант; Юн, Хо Соп (07 апреля 2016 г.). «Структурные основы распознавания нуклеиновых кислот FK506-связывающим белком 25 (FKBP25), ядерным иммунофилином» . Исследование нуклеиновых кислот . 44 (6): 2909–2925. doi : 10.1093/нар/gkw001 . ISSN 0305-1048 . ПМС 4824100 . PMID 26762975 .   
  21. ↑ Lee SH, Kim DH, Han JJ, Cha EJ, Lim JE, Cho YJ, Lee C, Han KH (февраль 2012 г.). «Понимание предварительно структурированных мотивов (PreSMos) в внутренне развернутых белках». Текущая наука о белках и пептидах . 13 (1): 34–54. дои : 10.2174/138920312799277974 . PMID 22044148 . 
  22. ↑ Мохан А., Олдфилд С.Дж. , Радивояк П., Вачич В., Кортезе М.С., Дункер А.К., Уверский В.Н. (октябрь 2006 г.). «Анализ особенностей молекулярного распознавания (MoRF)». Журнал молекулярной биологии . 362 (5): 1043–59. doi : 10.1016/j.jmb.2006.07.087 . PMID 16935303 . 
  23. ^ Гунасекаран К., Цай С.Дж., Кумар С., Зануй Д., Нусинов Р. (февраль 2003 г.). «Расширенные неупорядоченные белки: функция нацеливания с меньшим количеством каркаса». Тенденции биохимических наук . 28 (2): 81–5. doi : 10.1016/S0968-0004(03)00003-3 . PMID 12575995 . 
  24. ↑ Sandhu KS, Dash D (июль 2007 г.). «Динамические альфа-спирали: несоответствующие конформации». Белки . 68 (1): 109–22. doi : 10.1002/прот.21328 . PMID 17407165 . S2CID 96719019 .  
  25. ↑ Тараховский А., Принджа Р.К. (июль 2018 г.). «Опираясь на беспорядок: как вирусы используют гистоновую мимикрию в своих интересах» . Журнал экспериментальной медицины . 215 (7): 1777–1787. doi : 10.1084/jem.20180099 . ПМС 6028506 . PMID 29934321 .  
  26. ↑ Аткинсон С.К., Одсли М.Д., Лью К.Г., Марш Г.А., Томас Д.Р., Хитон С.М., Паксман Дж.Дж., Вагстафф К.М., Бакл А.М., Мозли Г.В., Янс Д.А., Борг Н.А. (январь 2018 г.). «Распознавание ядерными транспортными белками хозяина вызывает переход от беспорядка к порядку в вирусе Хендра V» . Научные отчеты . 8 (1): 358. Бибкод : 2018NatSR...8..358A . doi : 10.1038/s41598-017-18742-8 . ПВК 5762688 . PMID 29321677 .  
  27. ^ Фуксрайтер М. (январь 2012 г.). «Нечеткость: связь регулирования с динамикой белка». Молекулярные биосистемы . 8 (1): 168–77. дои : 10.1039/c1mb05234a . PMID 21927770 . 
  28. ↑ Fuxreiter M, Simon I, Bondos S (август 2011 г.). «Динамическое распознавание белок-ДНК: за пределами того, что можно увидеть». Тенденции биохимических наук . 36 (8): 415–23. doi : 10.1016/j.tibs.2011.04.006 . PMID 21620710 . 
  29. ↑ Борджиа А., Борджиа М.Б., Бугге К., Кисслинг В.М., Хейдарссон П.О., Фернандес К.Б., Соттини А., Соранно А., Бухольцер К.Дж., Неттелс Д., Крагелунд Б.Б., Бест РБ, Шулер Б. (март 2018 г.). «Крайнее нарушение в комплексе сверхвысокоаффинных белков» . Природа . 555 (7694): 61–66. Бибкод : 2018Natur.555...61B . дои : 10.1038/природа25762 . ПМС 6264893 . PMID 29466338 .  
  30. ^ Фэн Х, Чжоу Б.Р., Бай И (ноябрь 2018 г.). «Аффинность связывания и функция чрезвычайно неупорядоченного белкового комплекса, содержащего человеческий линкерный гистон H1.0 и его шаперон ProTα» . Биохимия . 57 (48): 6645–6648. doi : 10.1021/acs.biochem.8b01075 . ПВК 7984725 . PMID 30430826 .  
  31. ^ а б Уверский В. Н. (август 2011 г.). «Внутренне неупорядоченные белки от А до Я» . Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 43 (8): 1090–1103. doi : 10.1016/j.biocel.2011.04.001 . PMID 21501695 . 
  32. ^ a b c d Oldfield CJ, Dunker AK (2014). «Внутренне неупорядоченные белки и внутренне неупорядоченные белковые области». Ежегодный обзор биохимии . 83 : 553–584. doi : 10.1146/annurev-biochem-072711-164947 . PMID 24606139 . 
  33. ^ Theillet FX, Binolfi A, Bekei B, Martorana A, Rose HM, Stuiver M, Verzini S, Lorenz D, van Rossum M, Goldfarb D, Selenko P (2016). «Структурное нарушение мономерного α-синуклеина сохраняется в клетках млекопитающих» . Природа . 530 (7588): 45–50. Бибкод : 2016Natur.530...45T . дои : 10.1038/природа16531 . PMID 26808899 . S2CID 4461465 .  
  34. ^ Минде Д.П., Рамакришна М., Лилли К.С. (2018). «Биотинилирование путем маркировки сближением благоприятствует развернутым белкам» . биоРксив . дои : 10.1101/274761 .
  35. ^ Минде Д.П., Рамакришна М., Лилли К.С. (2020). «Биотиновая метка близости благоприятствует развернутым белкам и позволяет изучать внутренне неупорядоченные области» . Биология коммуникаций . 3 (1): 38. doi : 10.1038/s42003-020-0758-y . ПВК 6976632 . PMID 31969649 .  
  36. ^ Минде Д.П., Морис М.М., Рюдигер С.Г. (2012). Уверский В.Н. (ред.). «Определение биофизической стабильности белка в лизатах с помощью анализа быстрого протеолиза, FASTpp» . ПЛОС ОДИН . 7 (10): e46147. Бибкод : 2012PLoSO...746147M . doi : 10.1371/journal.pone.0046147 . ПВК 3463568 . PMID 23056252 .  
  37. ↑ Park C, Marqusee S (март 2005 г.). «Импульсный протеолиз: простой метод количественного определения стабильности белков и связывания лигандов». Природные методы . 2 (3): 207–12. doi : 10.1038/nmeth740 . PMID 15782190 . S2CID 21364478 .  
  38. ↑ Робашкевич К., Островска З., Циранка-Чая А., Морачевска Дж. (май 2015 г.). «Нарушение тропомиозин-тропониновых взаимодействий снижает активацию тонких актиновых нитей». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Белки и протеомика . 1854 (5): 381–90. doi : 10.1016/j.bbapap.2015.01.004 . PMID 25603119 . 
  39. ^ Минде Д.П., Радли М., Форнерис Ф., Морис М.М., Рюдигер С.Г. (2013). Пряжка AM (ред.). «Большая степень нарушения при аденоматозном полипозе кишечной палочки предлагает стратегию защиты передачи сигналов Wnt от точечных мутаций» . ПЛОС ОДИН . 8 (10): e77257. Бибкод : 2013PLoSO...877257M . doi : 10.1371/journal.pone.0077257 . ПВК 3793970 . PMID 24130866 .  
  40. ^ Брукале М., Шулер Б., Самори Б. (март 2014 г.). «Одномолекулярные исследования внутренне неупорядоченных белков». Химические обзоры . 114 (6): 3281–317. doi : 10.1021/cr400297g . PMID 24432838 . 
  41. ^ Неупане К., Соланки А., Сосова И., Белов М., Вудсайд М.Т. (2014). «Разнообразные метастабильные структуры, образованные небольшими олигомерами α-синуклеина, исследованные с помощью силовой спектроскопии» . ПЛОС ОДИН . 9 (1): e86495. Бибкод : 2014PLoSO...986495N . doi : 10.1371/journal.pone.0086495 . ПМС 3901707 . PMID 24475132 .  
  42. ↑ Japrung D, Dogan J, Freedman KJ, Nadzeyka A, Bauerdick S, Albrecht T, Kim MJ, Jemth P, Edel JB (февраль 2013 г.). «Одномолекулярные исследования внутренне неупорядоченных белков с использованием твердотельных нанопор». Аналитическая химия . 85 (4): 2449–56. doi : 10.1021/ac3035025 . PMID 23327569 . 
  43. ↑ Мин Д , Ким К., Хён С, Чо Ю.Х., Шин Ю.К., Юн Т.И. (2013). «Механическое расстегивание и повторное расстегивание одного комплекса SNARE обнаруживает гистерезис как механизм, генерирующий силу» . Связь с природой . 4 (4): 1705. Бибкод : 2013NatCo...4.1705M . Дои : 10.1038/ ncomms2692 . ПВК 3644077 . PMID 23591872 .  
  44. ↑ Мияги А., Цунака Ю., Учихаши Т., Маянаги К., Хиросе С., Морикава К., Андо Т. (сентябрь 2008 г.). «Визуализация внутренне неупорядоченных областей белков с помощью высокоскоростной атомно-силовой микроскопии». ХимФизХим . 9 (13): 1859–1866. doi : 10.1002/cphc.200800210 . PMID 18698566 . 
  45. ^ Кампен А., Уильямс Р.М., Браун С.Дж., Мэн Дж., Уверский В.Н., Дункер А.К. (2008). «Шкала TOP-IDP: новая шкала аминокислот, измеряющая склонность к внутренним расстройствам» . Белковые и пептидные буквы . 15 (9): 956–963. дои : 10.2174/092986608785849164 . ПВК 2676888 . PMID 18991772 .  
  46. ↑ Шлессингер А., Шефер С., Вицедо Э., Шмидбергер М., Пунта М., Рост Б. (июнь 2011 г.). «Белковое расстройство - прорывное изобретение эволюции?». Текущее мнение в структурной биологии . 21 (3): 412–8. doi : 10.1016/j.sbi.2011.03.014 . PMID 21514145 . 
  47. ^ Томпа П. (июнь 2011 г.). «Неструктурная биология взросления». Текущее мнение в структурной биологии . 21 (3): 419–425. doi : 10.1016/j.sbi.2011.03.012 . PMID 21514142 . 
  48. ^ Феррон Ф., Лонги С., Канард Б., Карлин Д. (октябрь 2006 г.). «Практический обзор методов прогнозирования белковых расстройств». Белки . 65 (1): 1–14. doi : 10.1002/прот.21075 . PMID 16856179 . S2CID 30231497 .  
  49. ↑ Wise- Scira O, Dunn A, Aloglu AK, Sakallioglu IT, Coskuner O (март 2013 г.). «Структуры белка α-синуклеина мутантного типа E46K и влияние мутации E46K на структуры белка α-синуклеина дикого типа» . ACS Химическая неврология . 4 (3): 498–508. DOI : 10.1021/ cn3002027 . ПВК 3605821 . PMID 23374074 .  
  50. ^ Добсон CM (декабрь 2003 г.). «Свертывание и неправильное сворачивание белков». Природа . 426 (6968): 884–90. Бибкод : 2003Natur.426..884D . doi : 10.1038/nature02261 . PMID 14685248 . S2CID 1036192 .  
  51. ↑ Best RB, Zhu X, Shim J, Lopes PE, Mittal J, Feig M, Mackerell AD (сентябрь 2012 г.). «Оптимизация силового поля аддитивного полностью атомного белка CHARMM с целью улучшения выборки двугранных углов φ, ψ и боковой цепи χ (1) и χ (2)» . Журнал химической теории и вычислений . 8 (9): 3257–3273. дои : 10.1021/ct300400x . ПВК 3549273 . PMID 23341755 .  
  52. ^ Лучший РБ (февраль 2017 г.). «Вычислительные и теоретические достижения в исследованиях внутренне неупорядоченных белков». Текущее мнение в структурной биологии . 42 : 147–154. doi : 10.1016/j.sbi.2017.01.006 . PMID 28259050 . 
  53. ^ Чонг С.Х., Чаттерджи П., Хэм С. (май 2017 г.). «Компьютерное моделирование внутренне неупорядоченных белков». Ежегодный обзор физической химии . 68 : 117–134. Бибкод : 2017ARPC...68..117C . doi : 10.1146/annurev-physchem-052516-050843 . PMID 28226222 . 
  54. ↑ Fox SJ, Каннан С. (сентябрь 2017 г.). «Исследование динамики беспорядка». Прогресс в биофизике и молекулярной биологии . 128 : 57–62. doi : 10.1016/j.pbiomolbio.2017.05.008 . PMID 28554553 . 
  55. ^ Теракава Т., Такада С. (сентябрь 2011 г.). «Многомасштабное ансамблевое моделирование внутренне неупорядоченных белков: N-концевой домен p53» . Биофизический журнал . 101 (6): 1450–1458. Бибкод : 2011BpJ...101.1450T . doi : 10.1016/j.bpj.2011.08.003 . ПВК 3177054 . PMID 21943426 .  
  56. ↑ Fisher CK, Stultz CM (июнь 2011 г.). «Построение ансамблей для внутренне неупорядоченных белков» . Текущее мнение в структурной биологии . 21 (3): 426–431. doi : 10.1016/j.sbi.2011.04.001 . ПВК 3112268 . PMID 21530234 .  
  57. ↑ Апичелла А., Марасио М., Коланджело В., Сончини М., Гаутьери А., Пламмер С.Дж. (июнь 2017 г.). «Моделирование молекулярной динамики внутренне неупорядоченного белка амелогенина». Журнал биомолекулярной структуры и динамики . 35 (8): 1813–1823. дои : 10.1080/07391102.2016.1196151 . PMID 27366858 . S2CID 205576649 .  
  58. ↑ Zerze GH, Miller CM, Granata D, Mittal J (июнь 2015 г.). «Поверхность свободной энергии внутренне неупорядоченного белка: сравнение молекулярной динамики обмена температурными репликами и метадинамики обмена смещения». Журнал химической теории и вычислений . 11 (6): 2776–2782. doi : 10.1021/acs.jctc.5b00047 . PMID 26575570 . 
  59. ^ Граната Д., Бафтизаде Ф., Хабчи Дж., Гальваньон С., Де Симоне А., Камиллони С. и др. (октябрь 2015 г.). «Перевернутый ландшафт свободной энергии внутренне неупорядоченного пептида с помощью моделирования и экспериментов» . Научные отчеты . 5 : 15449. Бибкод : 2015NatSR ...515449G . дои : 10.1038/srep15449 . ПМЦ 4620491 . PMID 26498066 .  
  60. ^ Иида С., Кавабата Т., Касахара К., Накамура Х., Хиго Дж. (Апрель 2019 г.). «Мультимодальное структурное распределение С-концевого домена p53 при связывании с S100B с помощью метода обобщенного ансамбля: от расстройства к экстрарасстройству». Журнал химической теории и вычислений . 15 (4): 2597–2607. doi : 10.1021/acs.jctc.8b01042 . PMID 30855964 . S2CID 75138292 .  
  61. ↑ Курчински М., Колински А., Кмечик С. (июнь 2014 г.) . «Механизм сворачивания и связывания внутренне неупорядоченного белка, выявленный с помощью моделирования ab Initio». Журнал химической теории и вычислений . 10 (6): 2224–2231. дои : 10.1021/ct500287c . PMID 26580746 . 
  62. ↑ Темный М.П., ​​Бадачевская -Давид А.Е., Пикузинская М., Колинский А., Кмечик С. (январь 2019 г.). «Моделирование неупорядоченных белковых структур с использованием моделирования Монте-Карло и статистических силовых полей, основанных на знаниях» . Международный журнал молекулярных наук . 20 (3): 606. doi : 10.3390/ijms20030606 . ПВК 6386871 . PMID 30708941 .  
  63. ^ Гарайзар, Адиран; Эспиноса, Хорхе Р. (28 сентября 2021 г.). «Зависимое от соли фазовое поведение внутренне неупорядоченных белков из крупнозернистой модели с явно выраженной водой и ионами» . Журнал химической физики . 155 (12): 125103. doi : 10.1063/5.0062687 . ISSN 0021-9606 . 
  64. ^ Уверский В.Н. (2013). «Расстройство пищеварения: ежеквартальный обзор внутреннего расстройства (январь / февраль / март 2013 г.)» . Внутренне неупорядоченные белки . 1 (1): e25496. doi : 10.4161/idp.25496 . ПВК 5424799 . PMID 28516015 .  
  65. ↑ Костантини С., Шарма А., Рауччи Р., Костантини М., Аутьеро I, Колонна Г. (март 2013 г.). «Генеалогия древней белковой семьи: сиртуины, семья неупорядоченных членов» . Эволюционная биология BMC . 13 : 60. doi : 10.1186/1471-2148-13-60 . ПМК 3599600 . PMID 23497088 .  

внешние ссылки

  • Внутренне неупорядоченный белок в Proteopedia
  • MobiDB: обширная база данных аннотаций внутренних белковых нарушений.
  • IDEAL - Внутренне D - упорядоченные белки с подробными аннотациями и литературой
  • D 2 P 2 База данных предсказаний неупорядоченного белка
  • Галерея изображений внутренне неупорядоченных белков
  • Первый журнал IDP, охватывающий все темы исследований IDP
  • Журнал ВПЛ
  • База данных экспериментально подтвержденных ВПЛ
  • База данных ансамбля IDP
Получено с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Intrinsically_disordered_proteins&oldid=1088969693 "
Contribute a better translation