Классы белковой складки представляют собой широкие категории топологии третичной структуры белка . Они описывают группы белков, которые имеют сходные пропорции аминокислот и вторичной структуры. Каждый класс содержит несколько независимых суперсемейств белков (т.е. не обязательно эволюционно связаны друг с другом). [1] [2] [3]
Общепризнанные классы [ править ]
Четыре больших класса белков, которые обычно согласованы двумя основными базами данных классификации структур ( SCOP и CATH ).
все-α [ редактировать ]
Все-α белки представляют собой класс структурных доменов, в которых вторичная структура полностью состоит из α-спиралей , за возможным исключением нескольких изолированных β-листов на периферии.
Общие примеры включают бромодомен , глобиновую складку и гомеодоменную складку .
все-β [ редактировать ]
Все β-белки представляют собой класс структурных доменов, в которых вторичная структура полностью состоит из β-листов , за возможным исключением нескольких изолированных α-спиралей на периферии.
Типичные примеры включают в себя домен SH3 , в домен бета-пропеллера , в иммуноглобулин сложить и В3 ДНК - связывающий домен .
α + β [ редактировать ]
α + β белки представляют собой класс структурных доменов, в которых вторичная структура состоит из α-спиралей и β-цепей, которые расположены отдельно вдоль остова . Следовательно, β-нити в основном антипараллельны . [4]
Обычные примеры включают ферредоксиновый фолд , рибонуклеазу А и домен SH2 .
α / β [ редактировать ]
α / β белки представляют собой класс структурных доменов, в которых вторичная структура состоит из чередующихся α-спиралей и β-тяжей вдоль остова. Следовательно, β-тяжи в основном параллельны . [4]
Общие примеры включают флаводоксиновый фолд , бочонок TIM и белки с богатым лейцином повтора (LRR), такие как ингибитор рибонуклеазы .
Дополнительные классы [ править ]
Мембранные белки [ править ]
Мембранные белки взаимодействуют с биологическими мембранами либо путем встраивания в них, либо путем связывания с помощью ковалентно присоединенного липида. Они являются одним из распространенных типов белков наряду с растворимыми глобулярными белками , волокнистыми белками и неупорядоченными белками . [5] Они являются мишенью для более 50% всех современных лекарственных препаратов. [6] Подсчитано, что 20–30% всех генов в большинстве геномов кодируют мембранные белки. [7]
Внутренне неупорядоченные белки [ править ]
Внутренне неупорядоченные белки не имеют фиксированной или упорядоченной трехмерной структуры . [8] [9] [10] IDP охватывают спектр состояний от полностью неструктурированного до частично структурированного и включают случайные клубки , (предварительно) расплавленные глобулы и большие многодоменные белки, соединенные гибкими линкерами. Они составляют один из основных типов белков (наряду с глобулярными , волокнистыми и мембранными белками ). [5]
Спиральные белки [ править ]
Белки свернутой спирали образуют длинные нерастворимые волокна, участвующие во внеклеточном матриксе . Существует множество суперсемейств склеропротеинов, включая кератин , коллаген , эластин и фиброин . Роли таких белков включают защиту и поддержку, формирование соединительной ткани , сухожилий , костных матриц и мышечных волокон .
Маленькие белки [ править ]
Небольшие белки обычно имеют третичную структуру, которая поддерживается дисульфидными мостиками ( богатые цистеином белки ), металлическими лигандами ( металл-связывающие белки ) и / или кофакторами, такими как гем .
Созданные белки [ править ]
Многочисленные белковые структуры являются результатом рационального замысла и не существуют в природе. Белки можно создавать с нуля (разработка de novo ) или путем расчетов изменений известной структуры белка и его последовательности (так называемый редизайн белка ). Подходы к рациональному дизайну белков позволяют делать предсказания последовательности белков, которые складываются в конкретные структуры. Эти предсказанные последовательности могут быть затем подтверждены экспериментально с помощью таких методов, как синтез пептидов , сайт-направленный мутагенез или синтез искусственных генов .
См. Также [ править ]
- Белковое суперсемейство
- База данных SCOP
- База данных CATH
- База данных ФССП
Ссылки [ править ]
- ^ Хаббард, Тим JP; Мурзин, Алексей Г .; Бреннер, Стивен Э .; Чотия, Сайрус (1 января 1997). «SCOP: структурная классификация базы данных белков» . Исследования нуклеиновых кислот . 25 (1): 236–239. DOI : 10.1093 / NAR / 25.1.236 . ISSN 0305-1048 . PMC 146380 . PMID 9016544 .
- ^ Грин, Лесли H .; Льюис, Тони Э .; Адду, Сара; Кафф, Элисон; Даллман, Тим; Дибли, Марк; Редферн, Оливер; Перл, Фрэнсис; Намбудиры, Рекха (01.01.2007). «База данных доменной структуры CATH: новые протоколы и уровни классификации дают более полный ресурс для изучения эволюции» . Исследования нуклеиновых кислот . 35 (приложение 1): D291 – D297. DOI : 10.1093 / NAR / gkl959 . ISSN 0305-1048 . PMC 1751535 . PMID 17135200 .
- ^ Фокс, Наоми К .; Бреннер, Стивен Э .; Чандония, Джон-Марк (01.01.2014). «SCOPe: Структурная классификация белков - расширенная, интеграция данных SCOP и ASTRAL и классификация новых структур» . Исследования нуклеиновых кислот . 42 (D1): D304 – D309. DOI : 10.1093 / NAR / gkt1240 . ISSN 0305-1048 . PMC 3965108 . PMID 24304899 .
- ^ a b Ефимов, Александр В. (1995). «Структурное сходство между двухслойными α / β и β-белками». Журнал молекулярной биологии . 245 (4): 402–415. DOI : 10.1006 / jmbi.1994.0033 . PMID 7837272 .
- ^ а б Андреева, А (2014). «Прототип SCOP2: новый подход к изучению структуры белков» . Nucleic Acids Res . 42 (выпуск базы данных): D310–4. DOI : 10.1093 / NAR / gkt1242 . PMC 3964979 . PMID 24293656 .
- ^ Оверингтон JP, Al-Lazikani B, Хопкинс AL (декабрь 2006). «Сколько существует мишеней для наркотиков?». Nat Rev Drug Discov . 5 (12): 993–6. DOI : 10.1038 / nrd2199 . PMID 17139284 .
- ^ Крог, А .; Larsson, BR; Фон Хейне, Г .; Зоннхаммер, ELL (2001). «Прогнозирование топологии трансмембранного белка с помощью скрытой модели Маркова: приложение для полных геномов» . Журнал молекулярной биологии . 305 (3): 567–580. DOI : 10.1006 / jmbi.2000.4315 . PMID 11152613 .
- ^ Дункер, AK; Лоусон, JD; Браун, CJ; Уильямс, РМ; Ромеро, П; О, JS; Олдфилд, CJ; Кампен, AM; Ratliff, CM; Hipps, кВт; Ausio, J; Nissen, MS; Ривз, Р. Канг, С; Киссинджер, CR; Бейли, RW; Грисволд, Мэриленд; Чиу, Вт; Гарнер, ЕС; 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 .
- ^ Dyson HJ , Райт PE (март 2005). «Внутренне неструктурированные белки и их функции». Nat. Rev. Mol. Cell Biol . 6 (3): 197–208. DOI : 10.1038 / nrm1589 . PMID 15738986 .
- ^ Дункер К., Silman I, Uversky В.Н., Сассмен JL (декабрь 2008). «Функция и структура изначально неупорядоченных белков». Curr. Opin. Struct. Биол . 18 (6): 756–64. DOI : 10.1016 / j.sbi.2008.10.002 . PMID 18952168 .
