Биоинформатика и молекулярное моделирование в химической энзимологии. Активные центры гидролаз

Аннотация

Сравнение и множественное выравнивание последовательностей аминокислот в больших массивах родственных ферментов обнаруживает ряд позиций аминокислот, которые постоянно воспроизводятся во всех представителях этого семейства. Используемый биоинформационный подход позволил выявить консервативные аминокислоты в рамках каждого из исследуемых родственных ферментов и построить рейтинг консервативности аминокислот для всего ферментативного катализа. Оказалось, что наиболее существенными для структуры ферментов и проявления каталитической функции являются консервативные остатки глицина и аспарагиновой кислоты. Обнаружено, что остатки, входящие в каталитической субцентр активного центра фермента, всегда характеризуются высоким уровнем консервативности. Анализ показывает, что карбоксильная группа аспарагиновой кислоты – наиболее часто используемый нуклеофильный (в депротонированной форме) и электрофильный (в протонированной форме) агент, участвующий в активации молекул по механизму общего основного и кислотного катализа в каталитическом центре ферментов. Глицин является уникальной аминокислотой с наиболее разрешенными возможностями вращения вокруг связей C–C и C–N полипептидной цепи, консервативная фиксация глицина в полипептидной цепи родственных ферментов обеспечивает возможность направления полипептидной цепи с образованием структуры каталитического субцентра. Возможно также, что консервативные остатки глицина обеспечивают известную конформационную подвижность белка и активного центра. Методами молекулярного моделирования проведено исследование структурных замен консервативных и неконсервативных остатков глицина и проанализировано влияние этих замен на геометрию каталитического активного центра типичных гидролаз. Показано, что замена консервативных глицинов на аланин существенно искажает структуру каталитических центров.

Текст статьи

Пожалуйста, введите код, чтобы получить PDF файл с полным текстом статьи: