Для гомологичных белков возможно групповое сравнение. При этом формируют профили изменчивости, где видны вариабельные и консервативные позиции. В работе дан метод межгруппового (межтаксонного) сравнения гомологичных белков, принадлежащих организмам двух разных таксонов. Метод позволяет находить консервативные таксонспецифические (ТС) фрагменты в группах сравниваемых белков. Возможности метода показали при межтаксонном сравнении β-цепей гемоглобинов (HBB) копытных и хищных животных, имеющих при парном сравнении до 27 % аминокислотных замен.
Исследовали HBB надотряда копытных (9 – парнокопытных, 5 – непарнокопытных) и НВВ отряда хищных (5 кошачьих и 5 псовых). Коды HBB отвечают данным банка SwissProt. Подотряды парнокопытных: жвачные HBB_TRAST (антилопа), HBB_BOVINE (бык), HBB_BISBO (бизон), HBB_SHEEP (овца), HBB_BOSMU (як); свиные HBB_PIG (свинья), HBB_HIPAM (бегемот); мозоленогие HBB_CAMDR (верблюд), HBB_LAMGL (лама). Отряд непарнокопытных: HBB_HORSE (лошадь), HBB_EQUHE (кулан), HBB_EQUZE (зебра), HBB_CERSI (носорог), HBB_RHIUN (индоносорог). Подотряды хищников: кошачьи HBB_PANPO (леопард амур), HBB1_PANPS (леопард перс), HBB_PAGLA (циветта), HBB_FELCA (кошка), HBB_CROCR (гиена); псовые HBB_CANFA (собака), HBB_PROLO (енот), HBB_AILFU (панда), HBB_MUSLU (норка), HBB_VULVU (лиса).
ТС-фрагментами считали консервативные участки из ≥ 5 аминокислотных остатков HBB одного из сравниваемых таксонов, сходство которых с каждым НВВ другого таксона ограничено аминокислотными заменами. Для поиска ТС-фрагментов формировали два двухмерных символьных массива из HBB-последовательностей (выровнены по длине до 147 позиций) двух таксонов. Массив HBB-последовательностей первого таксона, для которого ищут ТС-фрагменты, разбивали на блоки, не имеющие вариабельных позиций. Массив НВВ второго таксона разбивают на то же число блоков аналогичного размера. Однако, в части этих блоков есть позиции отличные от соответствующих консервативных позиций НВВ первого таксона. Одну строку блока первого таксона (консервативный участок) сравнивали со всеми строками одинаково расположенного блока второго таксона. При наличии замен в каждой такой строке консервативный участок первого таксона считали ТС-фрагментом.
Для 5 HBB жвачных парнокопытных при межтаксонном сравнении с НВВ другого таксона нашли ТС-фрагменты HBB жвачных: 1) c 10 НВВ хищных – участки 1-13, 60-87 и 106-117; 2) с 5 HBB кошачьих – участки 1-13, 52-58, 60-87 и 106-117; 3) с 5 НВВ непарнокопытных – участки 1-13, 52-58 и 60-87; 4) с 4 НВВ нежвачных (свиные и мозоленогие) – участки 1-13, 60-87. Сравнение НВВ жвачных и нежвачных (14-20 % парных различий) отряда парнокопытных дает только 2 ТС-фрагмента НВВ жвачных, а сравнение с более далекими НВВ подотряда кошачьих (18-23 % различий) выявляет уже 4 ТС-фрагмента.
Синтетические пептиды, структура которых соответствует консервативным ТС-фрагментам, могут служить антигенами для получения антител, узнающих НВВ только одного из таксонов. Перспективнее ТС-фрагменты, которые имеют больше потенциальных вариабельных позиций (они видны на НВВ второго таксона) и располагаются ближе к поверхности НВВ. Этому условию, например, отвечает ТС-фрагмент 60-87 жвачных – семь потенциально вариабельных позиций: KVKAHGKKVLDSFSNGMKHLDDLGKTFА.
Библиографическая ссылка
Костецкий П.В. ТАКСОНСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ФРАГМЕНТЫ ГОМОЛОГИЧНЫХ БЕЛКОВ (Taxonspecific fragments of the homologous proteins) // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 12-4. – С. 491-492;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=34644 (дата обращения: 18.04.2024).