Konservierte Bindungsstellen

Im Allgemeinen befinden sich Ligandenbindungsstellen innerhalb spezifischer Aminosäurecluster oder -domänen, die für eine bestimmte Art von Interaktion bestimmt sind.

Teile, die für die Funktion einer Domäne entscheidend sind, wie z. B. die Ligandenbindung, bleiben während der Evolution unverändert, da Mutationen, die lebenswichtige Funktionen eliminieren, in der Regel durch natürliche Selektion eliminiert werden.

Zum Beispiel enthalten viele nukleäre Proteine, einschließlich Transkriptionsfaktoren, FF-Domänen, die an die RNA-Polymerase II binden. Diese Domänen haben ihren Namen von den beiden Phenylalanin-Aminosäuren, die sie auf separaten Helices enthalten.

Diese Phenylalanin-Aminosäuren bilden zusammen mit einigen anderen hochkonservierten Aminosäuren den hydrophoben Kern der Bindungsstelle.

Der Ersatz dieser Aminosäuren würde die Bildung dieser spezifischen Struktur stören und somit ihre Fähigkeit zur Bindung an die RNA-Polymerase II beeinträchtigen.

Wissenschaftler nutzen die evolutionäre Rückverfolgung, um konservierte Regionen von Domänen zu finden. Dazu werden Genom- und Proteinsequenzen ähnlicher Domänen verglichen und die Aminosäuren identifiziert, die unverändert bleiben.

Nachfolgende Analysen dieser verwandten Sequenzen ermöglichen die Identifizierung von Clustern, die von den konservierten Aminosäuren gebildet werden. Aus diesen Daten können 3D-Modelle erstellt werden, um die Formen von Proteinen sowie die optimalen Strukturen ihrer Bindungsstellen zu bestimmen.

Die Analyse konservierter Sequenzen und Strukturen hilft den Wissenschaftlern, die evolutionären Beziehungen zwischen Proteinen zu verstehen, ermöglicht es ihnen aber auch, Bindungsstellen neuartiger Proteine mit vergleichbaren Clustern vorherzusagen.