Четвертый семестр

Классификация функций. Ферменты

Часть 1. Обьяснение кода фермента.

Поиск проводился по номенклатуре ферментов совместной комиссии IUBMB-IUPAC на соответствующей странице сайта IUPAC (lNTERNATIONAL UNION OF PURE AND APPLIED CHEMISTRY)

IUPAC был основан в 1919 году химиками из промышленности и науки. (www.iupac.org/general/about.html)

Международная комиссия по номенклатуре ферментов учреждена в 1956 году президентом Международного союза биохимии профессором М. Флоркиным (M. Florkin) .( www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/history.html)

В 2005 году в базу были добавлены шесть документов, став одиннадцатым дополнением. Небольшие изменения последний раз вносились 14 апреля 2006 года. (www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/index.html, www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/minor.html)

Заданный код ферментов: EC 3.1.1.1

Расшифровка:

• EC 3: гидролазы, катализируют гидролиз каких-либо связей
• EC 3.1: действующие на сложноэфирные связи
• EC 3.1.1: гидролазы карбоновых эфиров, деиствуют на эфиры карбоновых кислот
• EC 3.1.1.1: карбоксилэстеразы, реакция: эфир карбоновой кислоты + вода = спирт + карбоксилат
• Систематическое название: гидролаза карбоксильных эфиров
• Комментарии: фермент имеет широкую специализацию. Ферменты из микросом могут также катализировать реакции с другими кодами.

Часть 2. Характеристика фермента с помощью ресурса Brenda

Упражнения выполнялись используя опцию "Quick search".

Результаты поиска кода по номенклатуре:

• Общее число ферментов с таким кодом: 266
• Рисунок со схемой реакции:
  
  
• Оптимум рН: от 5.5 до 10 для разных форм
• Некоторые ингибиторы:
  
  
• Некоторые активаторы:
  
  
• Болезни, связанные с данным ферментом: холестериновые желчные камни (cholesterol gallstones); гепатолентикулярная дегенерация (Hepatolenticular Degeneration); кишечные инфекции (Intestinal infections); артеросклероз (Atherosclerosis); неинсулиновый диабет (Diabetes Mellitus, Non-Insulin-Dependent)
• Субъединичная структура: известны мономерные, димерные, тримерные, тетрамерные, гексамерные и олигомерные (мультимерные) формы, но чаще встречаются двух- и трехмерные
• Пострансляционные модификации: может не модифицироваться, гликозилироваться по N-концу либо в боковой цепи. Известны также протеолитические модификации (отщепление сигнального пептида)

Сравнение ферментов с одинаковым кодом из эволюционно далеких организмов.

По коду 3.1.1.1 был проведен поиск ферментов для кишечной палочки Escherichia coli K-12, археи Methanococcus jannaschii и человека в БД SwissProt.
Найден один фермент из Ecoli и два человеческих. Для Methanococcus jannaschii ничего не найдено.

Для сравнения доменной структуры использовался вариант просмотра результата InterProMatches; сравнивались только домены Pfam. Результаты сравнения:

UniProtKB/Swiss-Prot	Описание	InterProMatches		Pfam
		Домен	Фермент	Идентификатор	Начало и конец в последовательности
BIOH_ECOLI	Карбоксилэстераза BIOH, биотин синтезирующий белок	IPR000073 домен	альфа/бета гидролаза fold-1	PF00561	40-251
EST1_HUMAN	Предшественник карбоксилэстеразы-1 печени	IPR002018 семейство	Карбоксилэстераза типа B	PF00135	?
EST2_HUMAN	Предшественник карбоксилэстеразы-2	IPR002018 семейство	Карбоксилэстераза типа B	PF00135	12-538

Были получены последовательности доменов программой extractseq:

 extractseq sw:BIOH_ECOLI
 extractseq sw:EST1_HUMAN

 water bioh_ecoli.fasta est2_human.fasta bioh_est2.water

Полученное выравнивание:   

Идентичность (20.5%) низкая, чего и следовало ожидать, поскольку белки содержат разные домены и имеют различную длину. Можно сделать вывод, что белки, выполняющие одинаковую функцию, у далеких организмов могут, тем не менее, иметь различное строение.