close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Презентация

код для вставкиСкачать
Функции
Повторение
Д.А. Равчеев
(31 марта 2009 г.)
Факультет Биоинженерии и Биоинформатики,
2 курс, весенний семестр
Функции
Интуитивно:
роль, предназначение продукта гена
Функции
Интуитивно:
роль, предназначение продукта гена
Формально:
• ЧТО? Молекулярная функция
• КАК? Молекулярный механизм
• ГДЕ? Локализация
• ЗАЧЕМ? Биологический процесс
(метаболический путь, сигнальный путь и др.)
Как узнать функцию?
• Эксперимент – прямой и генетический
• Компьютерная аннотация —
задача поиска ортологов, …..
• Сообщение
A Summary of the E. coli Chromosome
Unknown
598
Miscellaneous, 27
RNAs, 156
Experimental
2121
By similarity
1098
Updated August 29st, 2007
Проблема неоднозначности терминологии
GO: попытка формализации
1. 3 независимых словаря терминов
1. Molecular Function (Как? С чем?)
2. Biological Process (Зачем?)
3. Cellular Component (Где?)
2.
Термины имеют определение и перечень синонимов.
3.
Термины в пределах одной онтологии связаны
отношениями ”is_a", “is_part_of”
"A is B" означает, что А — частный случай В
"A is part of B" означает, что А — часть В, но В не обязательно содержит А.
4.
Термины имеют стандартные идентификаторы
Функции
Классификация ферментов
EC (Enzyme Commission)
number
Вопросы
• Сколько всего разных функций бывает?
• А сколько клетке нужно?
• Генов с какими функциями больше всего в
геноме? Зачем?
• Насколько отличаются наборы функций у разных
организмов?
• Можно ли предсказать функцию по структуре или
последовательности?
Пробуем выделить классы белков по функции
• Молекулярные машины – рибосома, АТФ-синтетаза
• Ферменты - РНК зависимая РНК полимераза
• Регуляторные белки – регулируют биологические
процессы, например, активность ферментов – TetR
• Хранение и транспорт (ионов, маленьких молекул) –
гемоглобин
• Транспорт через мембраны – TetA
• Секреторные взаимодействие с другими клетками –
инсулин
• Структурные
• Другие ……….
Классификация ферментов сделана лучше,
чем классификации всех белков
Организации:
IUPAC: International Union of Pure and Applied Chemistry
(http://www.iupac.org/)
IUPAC-IUBMB: International Union of Biochemistry and Molecular Biology
(http://www.iubmb.unibe.ch/)
Классификация ферментов:
Enzyme Nomenclature
(http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/)
Классификация основана на “EC number” (например, EC 1.1.1.1)
Классифицируются не белки, а катализируемые ими реакции!
EC (Enzyme Commission) number определяет
иерархическую классификацию ферментов
Шесть основных классов ферментов
•
•
•
•
•
•
ЕС 1 – оксидоредуктазы (oxidoreductases).
ЕС 2 – трансферазы (transferases).
ЕС 3 – гидролазы (hydrolases).
ЕС 4 – лиазы (lyases).
ЕС 5 – изомеразы (isomerases)
ЕС 6 – лигазы (ligases).
Group
Reaction catalyzed
Typical reaction
EC 1
Oxidoreductases
To catalyze oxidation/reduction reactions;
transfer of H and O atoms or electrons from
one substance to another
AH + B → A + BH (reduced)
A + O → AO (oxidized)
EC 2
Transferases
Transfer of a functional group from one
substance to another. The group may be
methyl-, acyl-, amino- or phosphate group
AB + C → A + BC
EC 3
Hydrolases
Formation of two products from a substrate by
hydrolysiss
AB + H2O → AOH + BH
EC 4
Lyases
Non-hydrolytic addition or removal of groups
from substrates. C-C, C-N, C-O or C-S bonds
may be cleaved
RCOCOOH → RCOH + CO2
EC 5
Isomerases
Intramolecule rearrangement, i.e.
isomerization changes within a single
molecule
AB → BA
EC 6
Ligases
Join together two molecules by synthesis of
new C-O, C-S, C-N or C-C bonds with
simultaneous breakdown of ATP
X + Y+ ATP → XY + ADP + Pi
Общепринятая иерархическая классификация
ферментативных реакций
EC 1 Oxidoreductases
EC 1.1 Аcting on the CH-OH group of donors
EC 1.1.1 With NAD or NADP as acceptor
EC 1.1.1.1 alcohol dehydrogenase
EC 1.1.2 With a cytochrome as acceptor
EC 1.2 Acting on the aldehyde or oxo group of donors
EC 2 Transferases
EC 2.1 Transferring one-carbon groups
EC 2.1.1 Methyltransferases
EC 2.1.1.1 nicotinamide N-methyltransferase
EC 3
EC 4
EC 5
ЕC 6
Hydrolases
Lyases
Isomerases
Ligases
Три описания белка. Как они связаны?
Последовательность
?
?
3D
структура
Функция
?
Последовательность определяет структуру
Последовательность
?
структуры …. почти
одинаковы до Id20%
3D
структура
Функция
?
Пространственные структуры более консервативны, чем
последовательности.
Высокое сходство структур свидетельствует о гомологии
Гемоглобин свиньи и
миоглобин кита
Сходство структур
Внутри одного класса 3Dструктур можно найти белки с
seq. id 20%.
Сходство последовательностей
Вопросы о ферментах
• Один белок – один EC код? (нет)
• Гомологичные белки – одинаковые EC
коды? (в какой-то мере, да, но не всегда)
• Одинаковые EC коды – гомологичные
белки? (часто, но не всегда!)
Последовательность
до Id~40%
функция ферментов
сохраняется c Р~90%
структуры
практически
одинаковы, если Id>20%
3D
структура
Функция
?
Структура и функция
Дивергентная эволюция функции на базе одной структуры
•
•
•
•
Оксидоредуктазы EC 1.*.*
Гидролазы EC 3.*.*
Лиазы EC 4.*.*
Изомеразы EC 5.*.*
Структура и функция
Конвергентная эволюция функций
CAH5_MOUSE
CAH_METTE
• ЕС 4.2.1.1
• Карбангидраза
H2CO3 = CO2 + H2O
Документ
Категория
Презентации
Просмотров
14
Размер файла
504 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа