Глутаматдекарбоксилаза: компьютерные исследования эволюции фермента

Аннотация

Методом множественного выравнивания проведен анализ гомологии первичной последовательности субъединиц 40 глутаматдекарбоксилаз (GAD) различного происхождения. На основании полученных данных было построено филогенетическое дерево. В консенсусном дереве различимы ветви архей, бактерий, эукариот растительного происхождения и эукариот животного происхождения, последние четко разделяются на две ветви согласно двум изоформам фермента. Установлены границы ПЛФ-доменов в каждом объекте. Консенсунсное филогенетическое дерево для ПЛФ-доменов весьма сходно с таковым, полученным для субъединиц. У всех изученных GAD обнаружены 20 гомологичных мотивов длиной от 15 до 87 аминокислотных остатков. Полученные результаты выявили разделение всех объектов на группы: каждая группа содержала свой набор мотивов, а также постоянный порядок их расположения вдоль последовательности. Таким образом, мы можем представить дивергентную эволюцию фермента. Результаты множественного выравнивания при анализе структуры 40 GAD подтвердили и расширили наши данные о консервативных остатках, организующих положение кофермента – ПЛФ в активном центре. Это лизин, образующий шиффово основание с альдегидной группой ПЛФ, соседствующий с лизином гистидин и аспарагиновая кислота, осуществляющая связь с азотом пиридинового кольца ПЛФ. Гомология участков первичной последовательности обнаружена также у остатков, контактирующих с фосфатной группой ПЛФ. Сравнение последовательности GAD и аспартатаминотрансферазы позволило установить участок связывания субстрата – глутаминовой кислоты. Установлены структуры, осуществляющие одну и ту же каталитическую функцию всех проанализированных GAD, т.е. выявлена конвергентная эволюция фермента.

Текст статьи

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