Сравнение белковых последовательностей LBD ядерных рецепторов для выявления схожих участков.

Работа белков-рецепторов базируется на высоко специфическом взаимодействии белка с молекулой-лигандом. Для этого взаимодействия необходима достаточно «твердая» пространственная структура. Поэтому биологическая функция белков тесно связана с определенностью их трехмерных структур. Знание молекулярной трехмерной структуры белка необходимо для понимания функционирования белковой молекулы.

Подавляющая часть того, что мы знаем о трехмерных белковых структурах, относится к водорастворимым глобулярным белкам. Для мембранных же и фибриллярных белков расшифрованы лишь считанные пространственные структуры или отдельные фрагменты. Причина- водорастворимые белки легче выделять в виде отдельных молекул и их структуру легче изучать методами рентгеноструктурного анализа и ЯМР. К сожалению, PPAR не относятся к водорастворимым глобулярным белкам. В банке данных SwissProt последовательность PPAR-гамма расписана по вторичной структуре, однако пространственная структура неизвестна. Чтобы выйти из сложившейся ситуации нами была разработана следующая стратегия.

Мы сравнивали первичные структуры LBD PPAR с группами LBD ядерных рецепторов, выделившихся на рисунках 3 и 4. Затем мы вычеркивали консервативные позиции, полагая, что они ответственны за схожесть в механизмах действия. Нам же известно, что ни один белок из рассматриваемых нами, кроме PPAR, не способен связывать циклопентаноновые простагландины, следовательно, в участках связывания не должно быть консервативных позиций.

Рисунок 5. Фрагмент выравнивания белковых последовательностей LBD рецепторов стероидных гормонов и PPAR .

Для иллюстрации процесса рассмотрим рис. 5. Выравнивание, представленное на рис.5 выполнено в формате GeneBee, в котором консервативные позиции обозначаются знаком (*). Серым выделен столбец, содержащий единственную аминокислоту- пролин. Согласно нашей методике, мы рассматриваем эту позицию как определяющую функциональное сходство между механизмами связывания с лигандом рецепторов стероидных гормонов и PPAR. Следовательно, мы ее вычеркиваем. Конечным результатом такой работы будут являться «урезанные» белковые последовательности, представленные на рис. 6.

Рисунок 6. Результат вычеркивания консервативных позиций из белковых последовательностей рецепторов стероидных гормонов и PPAR .

На рис.6 вычеркнуты все консервативные позиции. Светло- серым обозначены позиции, содержащие родственные аминокислотные остатки. Такие столбцы мы оставляли для дальнейшей работы. При подтверждении консервативности в результате выравнивания с другим классом рецепторов мы их вычеркивали, если же такового подтверждения мы не получали, то такие позиции сохранялись.

Результатом проделанной работы явились белковые последовательности LBD  PPAR изоформа альфа, бета и гамма с оставленными в них участками, не встречающимися в последовательностях LBD других ядерных рецепторов.

Рисунок 7. Фрагмент последовательностей LBD PPAR , получившихся в результате вычеркивания.

На рис. 7 приведена иллюстрация результата описанной выше работы. Светло- серым обозначены столбцы, содержавшие аминокислотные остатки с подтвердившейся консервативностью.