Вариабельные позиции и участки аминокислотных последовательностей β-цепей гемоглобинов млекопитающих отряда хищников Medline.ru - медико-биологический информационный портал Медлайн.ру

Вариабельные позиции и участки аминокислотных последовательностей β-цепей гемоглобинов млекопитающих отряда хищников

Костецкий П.В.

ФГБУН Институт биоорганической химии им. академиков М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН,

Резюме
Для выявления вариабельных позиций и участков в гомологичных аминокислотных (АК) последовательностях сравнивали АК-последовательности β-цепей гемоглобинов (Нbβ) представителей отряда хищников Carnivora. При “групповом сравнении” Нbβ-последовательностей 16-ти представителей двух подотрядов хищников, включающих 10 представителей Caniformia (псовые) и 6 - Feliformia (кошачьи) обнаружили 35 вариабельных позиций, тогда как при обычном парном сравнении число замен не превышает 26. Среди 35 вариабельных позиций имеется два отдельных набора из 12 и 10 позиций для псовых и кошачьих Нbβ-последовательностей, соответственно, которые в основном отвечают за видовое разнообразие Нbβ-молекул в подотрядах. Большинство вариабельных позиций сосредоточено в 4 фрагментах, занимающих участки 1-17, 51-59, 74-85 и 121-131. В отдельных «групповых сравнениях» Нbβ-последовательностей каждого из подотрядов характеристики и положение вариабельных участков различаются. Участок 51-59 наиболее вариабелен для подотряда Caniformia, тогда как участки 78-85 и 121-131 вариабельны только для подотряда Feliformia. При этом оказывается возможным предсказать структуру таксонспецифичного октапептида 78-85 NLDNLKGT инвариантного только для Нbβ-молекул подотряда псовых Caniformia. На множестве гомологичных АК-последовательностей, получаемых компьютерной перестановкой столбцов двумерного массива из 10 Нbβ-последовательностей подотряда хищников Caniformia, показали, что достоверность неслучайного наличия участка из 17 позиций с 11 вариабельными позициями выше 95%. Достоверность наличия тандема с участием второго участка из 9 позиций с 6 вариабельными позициями тоже высока (р>99%). Уровни достоверности вариабельных участков Нbβ-последовательностей отряда Carnivora (р~93%) и подотряда Caniformia (р>99%) свидетельствуют о высокой линейной неравномерности АК-замен в Нbβ-молекулах.

Ключевые слова
профиль изменчивости, гомологичные последовательности, таксонспецифический пептид, видовое разнообразие, Монте-Карло

(статья в формате PDF. Для просмотра необходим Adobe Acrobat Reader)

открыть статью в

новом окне

Список литературы

1. Гомологи гена AlkB термофильных бактерий рода Geobacillus / Турова Т.П., Назина Т.Н., Михайлова Т.А., Родионова Т.А., Екимов А.Н., Машукова А.В., Полтораус А.Б. // Молекулярная биология – 2008. – V.42. - № 2. – С. 247-257.

2. Кожокина О., Ковалева Т. Сравнительный анализ аминокислотных последовательностей глюкоамилаз рода Aspergillus // Фундаментальные исследования – 2009.- № 8.- С. 19-21.

3. Порозов Ю.Б. Биоинформатика и средства компьютерного анализа и визуализации макромолекул // Саратовский научно-медицинский журнал – 2010. - № 2. – С. 273-276.

4. Lukashov V.V., Goudsmit J. Recent evolutionary history of HIV-1 subtype B // J. Mol. Evol. – 2003 – V. 56 – P. 645-647.

5. Identification of functionally conserved residues with the use of entropy-variability plots / Olivera L., Paiva P.B., Paiva A.C.M., Vriend G. // Proteins – 2003. – V. 52. – P. 544 -552.

6. PVS: a web server for protein sequence variability analysis tuned to facilitate conserved epitope discovery / Garsia-Boronat M., Diez-Rivero C., Reinherz E.L., Reche P.F. // Nucleic Acids Research – 2008 –V. 35 – W35-W41.

7. Naylor G.J.P., Gerstein M. Measuring shifts in function and evolutionary opportunity using variability profiles: a case study of the globins // J. Mol. Evol. – 2000. – V. 51. – P. 223-233.

8. Strommer J. The plant ADH gene family // Plant J. – 2011. – Vol. 66, N 1. – P. 128-142.

9. Kostetsky P., Arkhipova S., Vladimirova R. Conservative and variable regions of snake phospholipases A2 sequences: prediction of the taxonspecific peptides structure // J. Protein Chem. – 1991. – Vol. 10, N 6. – P. 593-601.

10. Dickerson R.E., Irving G. Hemoglobin, Structure, Function, Evolution, and Pathology // Benjamin Cummings series in the life sciences. Frontiers in Physics, 1983, P. 1-176.

11. Кантор Ч., Шиммел П. Биофизическая химия в 3 т. // М., «Мир», 1984, Том 1, С. 1-336.

12. Соболь И.М. Метод Монте-Карло // М., «Наука», 1978, С. 1-64.

13. Marks D.S., Hopf T.A., Sander C.D. Protein structure prediction from sequence variation // Nat. Biotechnol. – 2012 – V.30. – P. 1072-80.