如何預(yù)測蛋白氨基酸突變的保守性

如何預(yù)測蛋白氨基酸突變的保守性

蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能是由某些關(guān)鍵的氨基酸決定的，當(dāng)這些氨基酸改變時，則蛋白質(zhì)也發(fā)生相應(yīng)的變化，而當(dāng)一些意義的不大的氨基酸被其他氨基酸取代時，蛋白質(zhì)不一定能發(fā)生結(jié)構(gòu)功能的改變。 比如血紅蛋白C(HbC)，β鏈中賴氨酸被谷氨酸取代，但是依舊,將兩條氨基酸的序列的各種性質(zhì)做一個比較，比如疏水性呀，等電點(diǎn)呀，看看有沒有明顯的變化；另外將不同物種同源序列做個聚類，看看該突變的位點(diǎn)是否處于很保守的位置，如果是的話，該突變可能對結(jié)構(gòu)和功能有較大的影響。

甘氨酸Gly，脯氨酸Pro，這兩種氨基酸也很保守是因?yàn)橛惺裁刺攸c(diǎn)

參與體內(nèi)蛋白質(zhì)合成的20種氨基酸,根據(jù)其側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)可以分為以下4類.

非極性R基團(tuán)氨基酸：該組氨基酸的R側(cè)鏈基團(tuán)為非極性的疏水基團(tuán).包括：甘氨酸Gly,丙氨酸Ala,纈氨酸Val,亮氨酸Leu,異亮氨酸Ile,脯氨酸Pro,苯丙氨酸Phe.

2.不解離的極性R基團(tuán)氨基酸：該組氨基酸的R側(cè)鏈基團(tuán)在中性溶液中不發(fā)生解離,但含極性基團(tuán),可與水分子形成氫鍵.包括：色氨酸Trp,絲氨酸Ser,酪氨酸Tyr,半胱氨酸Cys,蛋氨酸Met,天冬酰胺Asn,谷氨酰胺Gln,蘇氨酸Thr.

3.可發(fā)生負(fù)電解離R基團(tuán)氨基酸：該組的氨基酸R側(cè)鏈基團(tuán)在中性溶液中解離,生成帶負(fù)電荷的氨基酸.包括天冬氨酸Asp,谷氨酸Glu；通常也將這二個氨基酸稱為酸性氨基酸.

4.可發(fā)生正電解離R基團(tuán)氨基酸：該組氨基酸的R側(cè)鏈基團(tuán)在中性溶液中可解離,生成帶正電荷的氨基酸.包括：組氨酸His,賴氨酸Lys,精氨酸Arg； 通常也將這三個氨基酸稱為堿性氨基酸.

什么是保守氨基酸

就是指不同，但具有一定進(jìn)化關(guān)系的蛋白質(zhì)的氨基酸序列中相同的氨基酸序列中的氨基酸殘基，就叫做保守氨基酸殘基。

有沒有什么基因是動物、植物、微生物共有的？

現(xiàn)存地球上的微生物，動物和植物都是經(jīng)過幾十億年的進(jìn)化形成的，但是進(jìn)化并不意味著所有的部分都是平等的。就像20世紀(jì)20年代、50年代和今天的車，在外形甚至功能很多方面，它們是截然不同的。但核心幾乎都是在內(nèi)燃機(jī)上運(yùn)行的。有些基因就像內(nèi)燃機(jī)，很難對它們進(jìn)行太大的修補(bǔ)和改進(jìn)，否則整個生物個體就無法生存。

一旦進(jìn)化找到了有用的部分，它就傾向于繼續(xù)重用它。

所有生物都有許多相似的生物過程需要做：

DNA

復(fù)制，細(xì)胞分裂，蛋白質(zhì)合成，生物大分子分解，分子復(fù)合體折疊組裝，細(xì)胞骨架支撐起細(xì)胞。這并不意味著參與這些過程的蛋白或者編碼這些蛋白的基因不能改變；只是他們的變化可能是有限的。例如，利用葡萄糖的一系列反應(yīng)從糖酵解的步驟開始。地球上幾乎所有的生物都有相同的酶己糖激酶催化相同的反應(yīng)步驟，如果你比較這些蛋白質(zhì)構(gòu)象發(fā)現(xiàn)它們看起來幾乎都是一樣的。

一旦進(jìn)化找到了有用的部分，它就傾向于繼續(xù)重用它。

DNA

作為真核生物，在微生物，動物和植物之間有大量的共享的基本代謝和細(xì)胞生物學(xué)，雖然具體到DNA水平上，你通常會發(fā)現(xiàn)很多不同之處，這有兩個原因造成，第一是氨基酸密碼子編碼序列有簡并性——香蕉和人類可能在一個蛋白質(zhì)位置都是亮氨酸，但是一個編碼TTG和另一個CTC。另外一個原因是有許多蛋白質(zhì)只要保守結(jié)構(gòu)域的構(gòu)象相同，就能執(zhí)行相同的功能，因此存在進(jìn)化中的保守氨基酸，這些保守氨基酸構(gòu)成了該蛋白質(zhì)功能的核心結(jié)構(gòu)域。

如酵母與人，盡管酵母由單個細(xì)胞組成，人類有數(shù)萬億細(xì)胞組成復(fù)雜的系統(tǒng)，但我們有成千上萬個相似的基因。其中，大約有450個基因?qū)湍傅纳嬷陵P(guān)重要，2015年5月份發(fā)表在science文章中研究人員將酵母菌的基因移除，并將其替換為人類相對應(yīng)的基因，觀察酵母菌是否能生存。創(chuàng)造了數(shù)百種新的酵母菌株，每一個都帶有一個人類基因，結(jié)果顯示，幾乎有一半的新菌株在人類基因交換替代酵母基因后能夠存活和繁殖。兩個物種基因能否成功替換的最佳預(yù)測因素不是它們的基因序列有多相似，而是它們屬于哪個模塊。

什么是保守氨基酸傳感域?

“傳感域”這個詞很新鮮啊，沒見過，不過我推測您這是從英文翻譯過來的吧，還是domain一類的單詞，如果是domain倒是聽過，說是結(jié)構(gòu)域，如果結(jié)構(gòu)域的話你上網(wǎng)一搜就很容易明白什么意思了。希望對你有幫助！