فئة طي البروتين

الموسوعة الحرة
ملخص للشرح الوظيفي لأقدم طيات بروتينات الترجمة

في علم الأحياء الجزيئي ، تُعدّ فئات طي البروتين تصنيفات واسعة النطاق لبنية البروتين الثلاثية . وهي تصف مجموعات من البروتينات التي تتشارك في نسب متشابهة من الأحماض الأمينية والبنية الثانوية . تحتوي كل فئة على عائلات بروتينية فائقة متعددة ومستقلة (أي أنها ليست بالضرورة مرتبطة تطوريًا ببعضها البعض). [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

الفئات المعترف بها عمومًا

أربع فئات كبيرة من البروتينات التي يتفق عليها بشكل عام قاعدتا بيانات تصنيف البنية الرئيسيتان ( SCOP و CATH ).

جميع ألفا

تُعد البروتينات ذات البنية ألفا فئة من المجالات الهيكلية التي تتكون بنيتها الثانوية بالكامل من حلزونات ألفا ، باستثناء عدد قليل من الصفائح بيتا المعزولة على المحيط.

تشمل الأمثلة الشائعة نطاق البرومودومين ، وطية الغلوبين ، والهوميوبوكس .

جميع بيتا

جميع البروتينات من نوع بيتا هي فئة من المجالات الهيكلية التي تتكون بنيتها الثانوية بالكامل من صفائح بيتا ، باستثناء عدد قليل من حلزونات ألفا المعزولة على المحيط.

تشمل الأمثلة الشائعة نطاق SH3 ، ونطاق المروحة بيتا ، وطية الغلوبولين المناعي ، ونطاق ربط الحمض النووي B3 .

α+β

تُعدّ بروتينات α+β فئة من المجالات البنيوية التي يتكون تركيبها الثانوي من حلزونات α وخيوط β التي تظهر بشكل منفصل على طول العمود الفقري . ولذلك، فإن خيوط β تكون في الغالب متوازية عكسيًا . [ 4 ]

تشمل الأمثلة الشائعة طي الفيريدوكسين ، والريبونوكلياز A ، ومجال SH2 .

α/β

تُعدّ بروتينات α/β فئة من المجالات البنيوية التي يتكون تركيبها الثانوي من حلزونات α متناوبة وخيوط β على طول العمود الفقري. ولذلك، فإن خيوط β متوازية في الغالب . [ 4 ]

تشمل الأمثلة الشائعة طي الفلافودوكسين ، وبرميل TIM ، والبروتينات الغنية بالليوسين (LRR) مثل مثبط الريبونوكلياز .

صفوف إضافية

البروتينات الغشائية

تتفاعل البروتينات الغشائية مع الأغشية البيولوجية إما بالاندماج فيها أو بالارتباط بها عبر رابطة تساهمية من الليبيدات. وهي من أكثر أنواع البروتينات شيوعًا، إلى جانب البروتينات الكروية الذائبة ، والبروتينات الليفية ، والبروتينات غير المنتظمة . [ 5 ] وتُعدّ هذه البروتينات هدفًا لأكثر من 50% من الأدوية الحديثة. [ 6 ] ويُقدّر أن 20-30% من الجينات في معظم الجينومات تُشفّر بروتينات غشائية. [ 7 ]

البروتينات غير المنتظمة جوهريًا

تفتقر البروتينات غير المنظمة جوهريًا إلى بنية ثلاثية الأبعاد ثابتة أو منظمة . [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] تغطي هذه البروتينات طيفًا واسعًا من الحالات، من غير المنظمة تمامًا إلى المنظمة جزئيًا ، وتشمل اللفائف العشوائية ، والكرات (شبه) المنصهرة ، والبروتينات الكبيرة متعددة المجالات المتصلة بروابط مرنة. وهي تُشكل أحد الأنواع الرئيسية للبروتينات (إلى جانب البروتينات الكروية والليفية والغشائية ). [ 5 ]

بروتينات ذات بنية حلزونية ملتفة

تُشكّل البروتينات ذات البنية الحلزونية أليافًا طويلة غير قابلة للذوبان تُشارك في تكوين المادة الخلوية خارج الخلية . توجد العديد من العائلات الفائقة للبروتينات الصلبة ، بما في ذلك الكيراتين والكولاجين والإيلاستين والفيبروين . وتشمل وظائف هذه البروتينات الحماية والدعم، وتكوين النسيج الضام والأوتار ومصفوفة العظام وألياف العضلات .

البروتينات الصغيرة

عادة ما تمتلك البروتينات الصغيرة بنية ثلاثية يتم الحفاظ عليها بواسطة جسور ثنائية الكبريتيد ( البروتينات الغنية بالسيستين )، والروابط المعدنية ( البروتينات الرابطة للمعادن )، أو العوامل المساعدة مثل الهيم .

بروتينات مصممة

تُعدّ العديد من بنى البروتينات نتاجًا للتصميم العقلاني ، ولا توجد في الطبيعة. يمكن تصميم البروتينات من الصفر ( التصميم من الصفر ) أو بإجراء تعديلات محسوبة على بنية بروتينية معروفة وتسلسلها ( إعادة تصميم البروتين ). تُقدّم مناهج التصميم العقلاني للبروتينات تنبؤات بتسلسل البروتين الذي سيتخذ بنىً محددة. ويمكن بعد ذلك التحقق من صحة هذه التسلسلات المتوقعة تجريبيًا من خلال طرق مثل تخليق الببتيدات ، أو الطفرات الموجهة للموقع ، أو تخليق الجينات الاصطناعي .

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ هوبارد، تيم جيه بي؛ مورزين، أليكسي جي؛ برينر، ستيفن إي؛ تشوثيا، سايروس (1997-01-01). "SCOP: قاعدة بيانات للتصنيف البنيوي للبروتينات" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 25 (1): 236-239 . doi : 10.1093/nar/25.1.236 . ISSN 0305-1048 . PMC 146380. PMID 9016544 .   
  2. ↑ غرين، ليزلي هـ.؛ لويس، توني إي.؛ أدو، سارة؛ كوف، أليسون؛ دالمان، تيم؛ ديبلي، مارك؛ ريدفيرن، أوليفر؛ بيرل، فرانسيس؛ نامبوديري، ريخا (2007-01-01). "قاعدة بيانات بنية نطاق CATH : بروتوكولات جديدة ومستويات تصنيف توفر موردًا أكثر شمولاً لاستكشاف التطور" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 35 (ملحق 1): D291– D297. doi : 10.1093/nar/gkl959 . ISSN 0305-1048 . PMC 1751535. PMID 17135200 .   
  3. ↑ فوكس، نعومي ك.؛ برينر، ستيفن إي.؛ شاندونيا، جون مارك (2014-01-01). "سكوب: التصنيف البنيوي للبروتينات - موسع، يدمج بيانات سكوب وأسترال وتصنيف البنى الجديدة" . أبحاث الأحماض النووية . 42 (D1): D304– D309. doi : 10.1093/nar/gkt1240 . ISSN 0305-1048 . PMC 3965108. PMID 24304899 .   
  4. 1 2 إيفيموف، ألكسندر ف. (1995). "التشابه البنيوي بين البروتينات ثنائية الطبقات α/β وβ". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 245 (4): 402-415 . doi : 10.1006/jmbi.1994.0033 . PMID 7837272 . 
  5. 1 2 أندريفا، أ. (2014). "نموذج SCOP2 الأولي: منهج جديد لاستكشاف بنية البروتين" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 42 (عدد قواعد البيانات): D310–4. doi : 10.1093/nar/gkt1242 . PMC 3964979. PMID 24293656 .  
  6. ↑ أوفيرنجتون جيه بي، اللازيكاني بي، هوبكنز إيه إل (ديسمبر 2006). "كم عدد أهداف الأدوية؟". نات ريف دراغ ديسكوف . 5 (12): 993-996 . doi : 10.1038/nrd2199 . PMID 17139284. S2CID 11979420 .  
  7. ↑ كروغ، أ .؛ لارسون، ب. ر.؛ فون هاين، ج .؛ سونهمر، إ. ل. ل. (2001) . "التنبؤ بطوبولوجيا البروتينات الغشائية باستخدام نموذج ماركوف المخفي: تطبيق على الجينومات الكاملة". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 305 (3): 567-580 . doi : 10.1006/jmbi.2000.4315 . PMID 11152613. S2CID 15769874 .  
  8. ^ دنكر، أيه كيه؛ لوسون، دينار؛ براون، سي جيه؛ ويليامز، آر إم؛ روميرو، ف؛ أوه، شبيبة. أولدفيلد، سي جيه؛ كامبين، صباحا. راتليف، سم؛ هيبس، كيلوواط. أوسيو، ج؛ نيسن، MS؛ ريفز، ر. كانغ، سي؛ كيسنجر، سي آر؛ بيلي، آر دبليو؛ جريسوولد، ماريلاند؛ تشيو، دبليو؛ غارنر، المفوضية الأوروبية؛ أوبرادوفيتش، Z (2001). “البروتين المضطرب جوهريا”. مجلة الرسومات الجزيئية والنمذجة . 19 (1): 26-59 . سيتيسيركس 10.1.1.113.556 . دوى : 10.1016/s1093-3263(00)00138-8 . بميد 11381529 .  
  9. ↑ دايسون إتش جيه ، ورايت بي إي (مارس 2005). "البروتينات غير المنظمة جوهريًا ووظائفها". نات. ريف. مول. سيل بيول . 6 ( 3): 197-208 . doi : 10.1038/nrm1589 . PMID 15738986. S2CID 18068406 .  
  10. ↑ دانكر إيه كيه، سيلمان آي، أوفيرسكي في إن، سوسمان جيه إل (ديسمبر 2008). "وظيفة وبنية البروتينات غير المنتظمة بطبيعتها". الرأي الحالي في البيولوجيا البنيوية . 18 (6): 756-64 . doi : 10.1016/j.sbi.2008.10.002 . PMID 18952168 .