Работу выполнили: А. Ю. Кузнецова Е. В. Мостовенко

1. TALE-БЕЛКИ И PRD/PAX-БЕЛКИ -ПРЕДСТАВИТЕЛИ СЕМЕЙСТВА ГОМЕОБЕЛКОВ:АНАЛИЗ И ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫРАВНИВАНИЯ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ Работу выполнили: А. Ю. Кузнецова Е. В. Мостовенко Руководители: Андрей Владимирович Алексеевский Сергей Александрович Спирин

2. Гомеобелки - это большой класс белков, в составе которых есть гомеодомен, один из видов ДНК-узнающих доменов эукариот.

3. Пространственное расположение гомеодомена и ДНК

4. Гомеодомен получил своё название от кодирующей его консервативной нуклеотидной последовательности - гомеобокса, обнаруженной в гомеозисных генах Drosophila melanogaster. Типичные гомеодомены состоят из 60 аминокислотных остатков.

5. Многие гомеобелки являются важными факторами транскрипции эукариотIn vivo образуются комплексы, состоящие из гомеобелков и других транскрипционных факторов

6. Гомеодомены представлены у эукариот в сотнях генов генома, у прокариот не идентифицированыВыделяют от 8 до 25 семейств гомеодоменов

7. Цель работы • выявление особенностей последовательности и структуры гомеодоменов надсемейства TALE семействаPRD/PAX • сравнительная характеристика этихгрупп • составление профиля надсемейства TALE

8. Гомеодомены надсемейства TALE характеризуются наличием трёх дополнительных аминокислотных остатков между первой и второй альфа-спиралямиОтсюда их название - Three Amino acid Loop Extension

9. Вставка из трёх аминокислотных остатков в надсемействе TALE

10. Белки семейства PRD/PAX используют для контакта с ДНК два ДНК-связывающих домена Слово “paired” появилось из названия одного из генов Drosophila – гена, «ответственного» за парную сегментацию

11. К семейству гомеодоменов PRD/PAXотносят также все гомеодомены, сходные по последовательности с гомеодоменом PRD

12. Анализ выравниваний и пространственных структур • В каждом семействе выделены консервативные аминокислотные остатки • Исходя из пространственных структур были определены функции этих остатков • Составлены таблицы характеристических для семейств консервативных остатков

13. Сравнение консервативных позиций, совпадающих в обоих семействахОбщих консервативных позиций для TALE и PRD оказалось 16.

14. Водородная связь боковой цепи Trp48 c кислородом фосфатной группы ДНК

15. Гидрофобное ядро гомеодоменов Аминокислотные остатки в позициях 8, 16, 20, 26, 31, 34, 40, 44, 48, 52, 45, 49 участвуют в образовании консервативного гидрофобного ядра всех гомеодоменов

16. Характеристические аминокислотные остатки надсемейства TALE (по отношению к семейству PRD/PAX)

17. Характеристические аминокислотные остатки семейства PRD/PAX (по отношению к надсемейству TALE)

18. Построение профиля Созданы профили надсемейства TALE Cходство входной последовательности с данным семейством оценивается числом Nscore. При выбранном пороге T последовательности, для которых Nscore>T, считаются принадлежащими семейству, а при Nscore≤T – не принадлежащими семейству.

19. После первой итерации оказалось целесообразным разделить надсемейство TALE насемействаMatα2 и собственноTALEПричина – бóльшая консервативность аминокислотных остатков в пределах семейства Matα2 и собственноTALE

20. Результаты скрининга банка SwissProt: • профиль семейства собственноTALE отнес к нему 356 последовательностей из банка SwissProt • не найдено ни одной ошибки

21. профиль семейства Matα2 отнес к нему 38 последовательностей • ошибки: • одна последовательность, аннотированная как Matα2, имела Nscore<T • для двух последовательностей гомеодоменов аннотация не позволила идентифицировать принадлежность/не принадлежность семейству

22. Распределение Nscore последовательностей по результатам поиска с помощью профиля по БД SwissProt для семейства собственно TALE (T=19)

23. Распределение Nscore последовательностей по результатам поиска с помощью профиля по БД SwissProt для семейства Matα2(T=15)

24. Филогенетическое дерево

25. Анализ вставки и ее возможные роли в гомеодоменах надсемейства TALE

26. Остатки вставки нумерованы как 23А, 23В, 23С Контакт между лейцином из вставки (позиция 23А) и пролином другого гомеобелка

27. Помимо вставки между первой и второй альфа-спиралями характерен мотив Pro-Tyr-Pro (позиции 24-25-26). Мотив следует сразу за вставкой. Этот мотив также участвует во взаимодействии с другим белком – гомеодоменом семейства HOX

28. Структура вставки и мотива Pro-Tyr-Proа) б) в) а)Гидрофобные контакты: аланин (30 позиция) - пролин (26 позиция) и лейцин (позиция 23А)- пролин (24 позиция). б) Гидрофобный контакт тирозин (25 позиция) - аспарагин (позиция 23С). в) Водородная связь между серином (27 позиция) и аланином (30 позиция).

29. Выводы • Выявлены консервативные аминокислотные остатки в двух семействах гомеодоменов, и описана их вероятная функциональная роль • Выдвинута гипотеза, позволяющая объяснить консервативность мотива Pro-Tyr-Pro в надсемействе TALE

30. Построены профили, позволяющие детектировать на принадлежность к семействам собственно TALE или Matα2 входной последовательности. • Построено филогенетическое дерево, отображающее дивергенцию семейств собственно TALE и Matα2

31. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!