Σύγκριση και κατηγοριοποίηση πρωτεϊνικών δομών Βασίλης Προμπονάς, PhD Ερευνητικό Εργαστήριο Βιοπληροφορικής Τμήμα Βιολογικών Επιστημών Νέα Παν/πολη, Γραφείο B161 Πανεπιστήμιο Κύπρου Ταχ.Κιβ. 20537 1678, Λευκωσία ΚΥΠΡΟΣ τηλ: 00357-22892879 (εσωτ. 2879) email: vprobon@ucy.ac.cy, vprobon@biol.uoa.gr
Σύνοψη Εισαγωγή Δομικά Δεδομένα και Αναπαράσταση Κατηγοριοποίηση Κριτήρια Προσεγγίσεις Συζήτηση...
Ας δούμε πως παριστάνονται τα δομικά δεδομένα...
Σύγκριση δομών??? Ανάλυση στερεοδιαταξικών αλλαγών (π.χ. κατά την πρόσδεση υποκαταστατών) Ανίχνευση απομακρυσμένων εξελικτικών σχέσεων Δομική ποικιλία Ειδικότητα Δομικά μοτίβα
Στερεοδιαταξικές αλλαγές Ferric citrate transporter FecA Ferguson, et al., 2002, Science, 295, 1715-1719 http://www.molmovdb.org/cgi-bin/morph.cgi?id=829808-15750
Αναγνώριση απομακρυσμένων ομολόγων 1UFH vs 1GHE hypothetical vs acyl coenzyme A RMSD=2.66Å, 139 aa
Αναγνώριση δομικών μοτίβων Globin fold/domain βακτηριακής τοξίνης 172 vs 204 aa Seq ID: 13.9% Δομική στοίχιση 116 aa RMSD=3.25Å z-score: 5.5
Κατηγοριοποίηση Πρωτεϊνών Βιοχημική Δομική
Βιοχημική Κατηγοριοποίηση Σφαιρικές Υδατοδιαλυτές Πρωτεΐνες
Βιοχημική Κατηγοριοποίηση Μεμβρανικές Πρωτεΐνες
Βιοχημική Κατηγοριοποίηση Ινώδεις Πρωτεΐνες
Βιοχημική Κατηγοριοποίηση Μικτές Πρωτεΐνες
Δομική Κατηγοριοποίηση Τονίζει τα κοινά δομικά χαρακτηριστικά Διευκολύνει προσπάθειες πρόβλεψης δομής Συστηματοποίηση μελέτης διπλώματος Συσχετισμός δομής-λειτουργίας Εξελικτική συσχέτιση
SCOP [Structural Classification of Proteins] Murzin, et al., 1995. http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/ Ιεραρχική Ταξινόμιση που αντανακλά: Εξελικτικές σχέσεις Αρχές Πρωτεϊνικής Δομής Με το ΜΑΤΙ!! Βασική οντότητα τα DOMAINS
Η ιεραρχία της SCOP Family (Οικογένεια) Superfamily (Υπερ-οικογένεια) Fold (Δίπλωμα) Class (Κατηγορία/Κλάση) Κατα κύριο λόγο εκφράζει το περιεχόμενο 2-ταγούς δομής
Κύριες κατηγορίες διπλώματος all-α all-β α/β α+β
Η ιεραρχία της SCOP Family (Οικογένεια) Superfamily (Υπερ-οικογένεια) Fold (Δίπλωμα) Σημαντική Δομική Ομοιότητα Κοινά κύρια στοιχεία δευτεροταγούς δομής Κοινή διευθέτηση Κοινή τοπολογία διασυνδέσεων Η ομοιότητα οφείλεται στη φυσικοχημεία των πρωτεϊνών και ΟΧΙ σε εξελικτική συσχέτιση Class (Κατηγορία/Κλάση)
Η ιεραρχία της SCOP Family (Οικογένεια) Superfamily (Υπερ-οικογένεια) Πιθανή κοινή εξελικτική προέλευση Χαμηλά επίπεδα ομοιότητας 1-ταγούς δομής Κοινά δομικά χαρακτηριστικά Fold (Δίπλωμα) Class (Κατηγορία/Κλάση)
Είμαστε μια ωραία ΥΠΕΡοικογένεια...
Η ιεραρχία της SCOP Family (Οικογένεια) Ξεκάθαρη εξελικτική σχέση Καθορίζεται με βάση 2 (εξελικτικά) κριτήρια Ανά δύο >30% ταυτόσημα κατάλοιπα Πολύ όμοιες δομές και λειτουργίες Superfamily (Υπερ-οικογένεια) Fold (Δίπλωμα) Class (Κατηγορία/Κλάση)
Είμαστε μια ωραία οικογένεια...
Μια ματιά στην CATH [???] Orengo et al., 1997. http://www.cathdb.info Homologous superfamily Topology Architecture Class
Συζήτηση... Να βρείτε την κατηγοριοποίηση κατά CATH των δομών στις οποίες αναφερθήκαμε στη διάλεξη...