Классификации трехмерных структур
DESCRIPTION
Классификации трехмерных структур. Наука и реальность. Структурные элементы. Альфа-спираль. Плоский (параллельный) лист. Искривленный (антипараллельный) лист. Баррель. Структурные элементы. Какими бывают структуры белков? Фибриллярные Глобулярные. Coiled coil. Архитектуры. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/1.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
Классификации
трехмерных
структур
1
![Page 2: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/2.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Наукаиреальность
2
![Page 3: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/3.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Структурныеэлементы
3
Плоский (параллельный) лист
Искривленный(антипараллельный) лист
Баррель
Альфа-спираль
![Page 4: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/4.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Структурныеэлементы
4
![Page 5: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/5.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
Какимибывают ?структурыбелков
ФибриллярныеГлобулярные
![Page 6: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/6.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012Coiled coil
![Page 7: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/7.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012Архитектуры
7
β-сэндвич
β-баррельβ-пропеллер
β-призмаTIM-баррель
α/β-сэндвичα/β/α-сэндвич
![Page 8: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/8.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012Архитектура, топология,
структурныемотивы
8
Архитектура – взаимное расположение β-листови слоев прилегающих к ним α-спиралей в пространстве
Топология – расположение β-тяжей и α-спиралей в пространствеи их порядок в полипептидной цепи
Структурный мотив – несколько тяжей и, возможно, спиралей,топология которых широко распространены среди известных структур
2
1 3
10 9 4 5 6
8 7
Архитектура: β-сэндвичТопология: порядок тяжей в полипептидной цепи: 1-2-3-…,порядок в β-листах: 2-10-9-4-5-6 и 1-3-8-7
![Page 9: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/9.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Структурныемотивы
9
β-шпилька
Jellyroll
β-меандр βαβ-мотивβαβ-спираль
β-спираль
Интерлок
Греческий ключ
![Page 10: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/10.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012Rossmann fold
Спирали расположены по обе стороны от бета-слоя
При этом не нарушается правило образованияß-a-ß мтивов (в виде правой спирали)
![Page 11: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/11.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012Leu zipper
![Page 12: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/12.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012Helix-turn-helixHelix-loop-helix
![Page 13: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/13.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012Zn finger
![Page 14: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/14.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012EF-hand
![Page 15: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/15.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
15
![Page 16: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/16.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012SCOP и CATH
16
2002 2003 2004 2005 2007 20090
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
180000
200000
SCOP
Год
Числ
о ст
рукт
урны
х до
мен
ов
2003 2004 2005 2006 20120
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
180000
200000
CATH
Год
SCOP (Murzin, Benner, Hubbard, Chotia, 1995) CATH (Orengo et al., 1993, 1997)
![Page 17: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/17.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
•Класс
•Архитектура
•Топология
•Семейство –гомология
Уровни классификации в CATH
![Page 18: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/18.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
•Класс
•Укладка (fold) – сходная топология
•Суперсемейство – структурная гомология (?)
•Семейство – сходство последовательностей и/или хорошее пространственной выравнивание цепей
•Белок – б.м. ортологичные белковые домены
•Вид – конкретный белок
Уровни классификации в SCOP
![Page 19: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/19.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Разницамежду a/b и a+b
19
a/b: - Спирали и тяжи вместеобразуют глобулу
a+b: - Спирали и тяжи более или менее разобщены
![Page 20: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/20.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Зачемнужныструктурные
?классификации
20
• Поиск эволюционного сходства
1 2 3
![Page 21: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/21.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Зачемнужныструкурные
классификации
21
• Голд стандарт для различных алгоритмов
DSSP
SheeP
![Page 22: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/22.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Зачемнужныструкурные
классификации
22
• Структурная биология будущегоПочему некоторые мотивы выполняют строго определенные функции?Почему другие мотивы не связаны с функцией белка?Почему некоторые укладки встречаются у белков со строго определенной функцией?Почему некоторые мотивы специфичны для определенных укладок?В то же время, другие мотивы встречаются в белках с разным типом укладки - почему?Почему одни мотивы широко распорстранены, а другие похожие мотивы чрезвычайно редки?Как формируется укладка белка в процессе фолдинга?Как возникают новые фолды в процессе эволюции?Какие типы укладок вообще могут существовать, и можно ли создать укладку de novo?Почему одни типы укладок широко распространены, а другие редки?
![Page 23: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/23.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
:Неопределенность ?сэндвичилибаррель
23А или Д?
SCOP: баррельCATH: сэндвич
![Page 24: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/24.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Сигналишум
24
“Кор”: β-сэндвич
![Page 25: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/25.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
Великолиразнообразиеукладок
Orengo et al., 1997 Andreeva, Murzin, 2010
![Page 26: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/26.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 –Чтоважнее
?архитектураилитопология
26
![Page 27: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/27.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 –Чтоважнее
?архитектураилитопология
27
![Page 28: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/28.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
Гибкое
совмещение
28
![Page 29: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/29.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
29
Ye, Godzik, 2003
![Page 30: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/30.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012
Задачисовмещенияструктур
30
Rigid: Найти выравнивание А, такое, что(1) его длина максимальна(2) построенное по нему совмещениеимеет минимальный RMSD
Flexible: Найти минимальное количество изломов,так чтобы полученные блоки давали наилучшее жесткое совмещение
![Page 31: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/31.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Алгоритмгибкого
совмещения (FATCAT)
31
Ye, Godzik, 2003
![Page 32: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/32.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012 Изломывнутридомена
32
Жесткое совмещение: L=80, RMSD=2.98
Гибкое совмещение: L=79, RMSD=2.76
![Page 33: Классификации трехмерных структур](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062322/56814f35550346895dbccf68/html5/thumbnails/33.jpg)
Стру
ктур
ные
клас
сиф
икац
ии 2
012Все
33