Familles de protéines

Une famille de protéines est un groupe de protéines qui a évolué d'un ancêtre génétique commun. Ces protéines ont des similitudes dans leurs structures tridimensionnelles et dans les fonctions qu'elles exécutent. Les protéines d'une même famille sont appelées homologues.

Les protéines homologues qui ont évolué chez la même espèce sont appelées paralogues alors que les protéines homologues dans différentes espèces sont appelées orthologues. Une superfamille est composée de deux familles ou plus qui ont évolué d'un ancêtre commun plus éloigné que celle d'une famille de protéines. Les protéines d'une superfamille présentent des variations plus importantes en structure et en fonction.

Les familles de protéines peuvent nous aider à formuler une hypothèse à propos de la fonction d'une protéine avec une séquence d'acides aminés connue mais une forme ou une fonction inconnue. Ces protéines peuvent être comparées à d'autres protéines dans la famille pour aider à prédire la structure tridimensionnelle et aider à déterminer la fonction de la protéine. Les familles de protéines se produisent souvent par duplication génétique quand les mécanismes génétiques dans un organisme créent une copie supplémentaire d'un gène.

La copie originale du gène et son dupplicat peuvent muter et diverger en fonction car leur séquence génique code pour différentes séquences d'acides aminés comme leurs ancêtres génétiques. Les protéines d'une famille peuvent avoir une identité commune de séquence aussi faible que 30%C'est-à-dire, seulement 30%de la séquence primaire d'acides aminés peut être identique. Cependant, la structure globale des protéines et les domaines au sein de la protéine sont souvent incroyablement similaires.

Par exemple, l'hémoglobine et la myoglobine sont des protéines qui sont considérées comme ayant évolué par duplication génique. Les sous-unités alpha et bêta de l'hémoglobine n'ont qu'une identité de séquence d'acides aminés de 49%mais ont le même schéma général de structure protéique secondaires et tertiaires-c'est-à-dire, des positions de leurs hélices alpha et des tours de leur chaîne d'acides aminés similaires. Les sous-unité alpha de l'hémoglobine et de la myoglobine n'ont que 26 d'identité de séquence mais ont des structures secondaires et tertiaires similaires.

Les trois protéines peuvent lier l'oxygène à travers un groupe hémique car ces protéines homologues sont membres d'une famille de protéines liant l'oxygène.