4.13: Белковые комплексы со сменными частями

Группы белков могут образовывать комплекс, и каждый белок в этом комплексе играет различную роль в выполнении общей функции комплекса. Часто некоторые белки в комплексе могут быть заменены близкородственным вариантом, чтобы получить комплекс, который содержит много тех же самых компонентов, но при этом отличается функционально.

Убиквитинлигаза SCF представляет собой белковый комплекс из пяти отдельных белков. Этот комплекс прикрепляет убиквитин к другим белкам-мишеням, чтобы пометить их для деградации. Для выполнения этой функции один из белков, F-бокс, отвечает за связывание с субстратом, тем самым позволяя другому белку в комплексе, конъюгированному с убиквитином ферменту, получить доступ к субстрату и присоединить убиквитин. Белок F-бокс имеет несколько взаимозаменяемых вариантов, чтобы комплекс мог распознавать различные субстраты. Кроме того, разные организмы могут иметь различные наборы вариантов белка F-бокс. У человека 38 известных вариантов, у Saccharomyces cerevisiae 11,у Drosophila 22, у C. elegans 326.  Эта вариативность позволяет комплексу воздействовать на широкий спектр белков за счет изменения только одного из его компонентов.

Эти взаимозаменяемые варианты часто являются результатом дупликации генов. Во время молекулярной эволюции ген полезного белка иногда может дублироваться во время репликации ДНК по таким причинам, как эктопическая рекомбинация, проскальзывание репликации, анеуплоидия, полиплоидная и ретрантранспозиция.  Эта дуплицированная копия гена может в дальнейшем подвергаться мутациям при передаче от одного поколения следующему, так как мутация не повлияет на функцию исходного гена.  Эти мутации приводят к появлению вариантов гена, отвечающего за белки, такие как F-бокс, функционально сходные, но имеющие различную специфичность к субстрату.