3.4: Семейства белков
Семейства белков — это группы гомологичных белков, то есть они имеют сходства в аминокислотных последовательностях и трёхмерных структурах. Семейства белков обычно возникают из-за дублирования генов, когда в геном организма вводится дополнительная копия гена. Мутации, которые заменяют аминокислоты, но все еще позволяют белку синтезироваться должным образом, приведут к появлению новых членов семейства белков. Если эти новые белки содержат аналогичные аминокислоты в ключевых местах, белковые домены и, возможно, общая трехмерная структура, могут оставаться подобными. Белки внутри семейства могут иметь гомологию аминокислотных последовательностей всего на 30%, но при этом выполнять связанные функции.
Суперсемейства белков
Суперсемейства белков — это более крупные группы белков, которые произошли от более далеких предков. Как правило, они имеют более низкую гомологию последовательностей по сравнению с семейством белков, но, все же, имеют важные общие структурные особенности. Каждое суперсемейство может содержать несколько семейств белков с более близкородственными структурами и функциями. Некоторые большие семейства даже делятся на подсемейства. Точное различие в принадлежности белков к суперсемейству, семейству или подсемейству может варьироваться в зависимости от системы классификации и все еще меняется по мере того, как количество белковых последовательностей и структурных данных продолжает расти.
Суперсемейство белков иммуноглобулинов (IgSF) является одним из крупнейших суперсемейств белков; в геноме человека обнаружено более 700 членов суперсемейства. Все члены суперсемейства содержат один или несколько иммуноглобулиновых (Ig) доменов. Этот домен имеет уникальную трехмерную структуру, состоящую из двух наложенных друг на друга антипараллельных бета-листов, и в основном участвует в адгезии клеток или связывании лиганда. IgSF содержит множество семейств, включая рецепторы антигенов, молекулы клеточной адгезии (CAM), белки цитоскелета и несколько групп рецепторов факторов роста и цитокинов. Некоторые из более крупных семейств в дальнейшем делятся на подсемейства. Семейство рецепторов антигена можно далее разделить на подсемейства: семейства антител, или иммуноглобулинов, и семейства рецепторов T- клеток; CAM можно разделить на родственные семейства белков NCAM, ICAM и CD2.
Базы данных по классификации
Классификация семейств белков позволяет ученым понять функциональные и эволюционные отношения между белками. Для поиска известных семейств белков или классификации вновь обнаруженных белков можно использовать несколько онлайн-ресурсов. Pfam - одна из нескольких онлайн-баз данных, где ученый может искать известные белки и члены их семейств. Исследователь также может ввести аминокислотную последовательность недавно открытого белка, чтобы увидеть, может ли он принадлежать к известному семейству белков из-за сходства последовательностей. Это может предоставить проверяемую гипотезу о возможной роли нового белка, так как члены семейств часто имеют похожие структуры и функции.
