Upload
teo
View
71
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Классификации трехмерных структур. Наука и реальность. Структурные элементы. Альфа-спираль. Плоский (параллельный) лист. Искривленный (антипараллельный) лист. Баррель. Структурные элементы. Какими бывают структуры белков? Фибриллярные Глобулярные. Coiled coil. Архитектуры. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
Классификации
трехмерных
структур
1
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Наукаиреальность
2
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Структурныеэлементы
3
Плоский (параллельный) лист
Искривленный(антипараллельный) лист
Баррель
Альфа-спираль
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Структурныеэлементы
4
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
Какимибывают ?структурыбелков
ФибриллярныеГлобулярные
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012Coiled coil
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012Архитектуры
7
β-сэндвич
β-баррельβ-пропеллер
β-призмаTIM-баррель
α/β-сэндвичα/β/α-сэндвич
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012Архитектура, топология,
структурныемотивы
8
Архитектура – взаимное расположение β-листови слоев прилегающих к ним α-спиралей в пространстве
Топология – расположение β-тяжей и α-спиралей в пространствеи их порядок в полипептидной цепи
Структурный мотив – несколько тяжей и, возможно, спиралей,топология которых широко распространены среди известных структур
2
1 3
10 9 4 5 6
8 7
Архитектура: β-сэндвичТопология: порядок тяжей в полипептидной цепи: 1-2-3-…,порядок в β-листах: 2-10-9-4-5-6 и 1-3-8-7
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Структурныемотивы
9
β-шпилька
Jellyroll
β-меандр βαβ-мотивβαβ-спираль
β-спираль
Интерлок
Греческий ключ
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012Rossmann fold
Спирали расположены по обе стороны от бета-слоя
При этом не нарушается правило образованияß-a-ß мтивов (в виде правой спирали)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012Leu zipper
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012Helix-turn-helixHelix-loop-helix
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012Zn finger
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012EF-hand
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
15
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012SCOP и CATH
16
2002 2003 2004 2005 2007 20090
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
180000
200000
SCOP
Год
Числ
о ст
рукт
урны
х до
мен
ов
2003 2004 2005 2006 20120
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
180000
200000
CATH
Год
SCOP (Murzin, Benner, Hubbard, Chotia, 1995) CATH (Orengo et al., 1993, 1997)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
•Класс
•Архитектура
•Топология
•Семейство –гомология
Уровни классификации в CATH
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
•Класс
•Укладка (fold) – сходная топология
•Суперсемейство – структурная гомология (?)
•Семейство – сходство последовательностей и/или хорошее пространственной выравнивание цепей
•Белок – б.м. ортологичные белковые домены
•Вид – конкретный белок
Уровни классификации в SCOP
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Разницамежду a/b и a+b
19
a/b: - Спирали и тяжи вместеобразуют глобулу
a+b: - Спирали и тяжи более или менее разобщены
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Зачемнужныструктурные
?классификации
20
• Поиск эволюционного сходства
1 2 3
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Зачемнужныструкурные
классификации
21
• Голд стандарт для различных алгоритмов
DSSP
SheeP
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Зачемнужныструкурные
классификации
22
• Структурная биология будущегоПочему некоторые мотивы выполняют строго определенные функции?Почему другие мотивы не связаны с функцией белка?Почему некоторые укладки встречаются у белков со строго определенной функцией?Почему некоторые мотивы специфичны для определенных укладок?В то же время, другие мотивы встречаются в белках с разным типом укладки - почему?Почему одни мотивы широко распорстранены, а другие похожие мотивы чрезвычайно редки?Как формируется укладка белка в процессе фолдинга?Как возникают новые фолды в процессе эволюции?Какие типы укладок вообще могут существовать, и можно ли создать укладку de novo?Почему одни типы укладок широко распространены, а другие редки?
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
:Неопределенность ?сэндвичилибаррель
23А или Д?
SCOP: баррельCATH: сэндвич
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Сигналишум
24
“Кор”: β-сэндвич
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
Великолиразнообразиеукладок
Orengo et al., 1997 Andreeva, Murzin, 2010
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 –Чтоважнее
?архитектураилитопология
26
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 –Чтоважнее
?архитектураилитопология
27
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
Гибкое
совмещение
28
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
29
Ye, Godzik, 2003
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
Задачисовмещенияструктур
30
Rigid: Найти выравнивание А, такое, что(1) его длина максимальна(2) построенное по нему совмещениеимеет минимальный RMSD
Flexible: Найти минимальное количество изломов,так чтобы полученные блоки давали наилучшее жесткое совмещение
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Алгоритмгибкого
совмещения (FATCAT)
31
Ye, Godzik, 2003
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Изломывнутридомена
32
Жесткое совмещение: L=80, RMSD=2.98
Гибкое совмещение: L=79, RMSD=2.76
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012Все
33