Принципы структурной организации белков - Г. Шульц 1982

Эволюция белков
Обнаружение отдаленных родственных связей
Сравнение топологии слоев

Сравнения топологии слоев подчеркивают важность для структур белков ß-складчатых листов. Учитывая трудности перевода средних С_а-расстояний в стандартные значимости, следует упомянуть о менее строгом способе сравнения свертывания цепей, основанном на топологии ß-структуры и, естественно, применимом только к белкам, содержащим ß-складчатые листы. Подобную топологию определяют как ход цепи в ß-структуре (субструктуре, считающейся жесткой) без учета точных координат [255] (рис. 7.7). Например, различное расположение листов вдоль цепи или сочленений между параллельными листами на разных сторонах ß-структуры описывает различную топологию ß-структур.

Топологию ß-структур можно выразить количественно с помощью методов комбинаторики. Число различных топологий для параллельной ß-структуры из шести ß-листов равно 6! ∙ 2^6-2 = 11 520 [255]. Таким образом, априорная вероятность наличия идентичных топологий ß-структуры в двух различных белках равна 1/11 520, а априорная значимость 11 520. Это сравнение ограничено только белками, включающими параллельные структуры из шести листов. Учет всех других белков увеличивает эту значимость приблизительно в 10 раз. Примером идентичной топологии ß-структуры является NAD-связывающий домен дегидрогеназ [91]. В этом случае NAD-связывающие центры также идентичны по отношению к ß- структуре (расположены над карбонильными концами ß-листов, рис. 7.7), что приводит к увеличению априорной значимости [255] приблизительно в 10 раз, т. е. к общей величине значимости 1 152 000.

В двух случаях приближенные стандартные значимости родства определены по топологиям β-структуры. Априорную значимость можно снизить до приближенной стандартной значимости, равной 3500, если учесть наблюдаемую предпочтительность ßaß-звеньев (разд. 5.2) и наблюдаемую корреляцию по соседним остаткам в ß-структурах (рис. 5.15, а); оба эти условия отражают пространственные ограничения, которые снижают число возможных топологий ß-структур. Значимость, равная 3500, без сомнения, указывает на эволюционное родство дегидрогеназ.

Стандартная значимость была определена также для топологий ß-структур иммуноглобулина и пероксид-дисмутазы [548]. Ее величина, равная 30 000 (по расчету авторов 3000, X 10 в связи с учетом ограничения группы сравниваемых белков, как в случае дегидрогеназ), явно указывает на эволюционное родство. Хотя сравнения топологий ß-структур возможны лишь в ограниченном числе структур, тем не менее они показывают, каким способом можно выполнять сопоставление и количественно оценивать по свертыванию цепи очень отдаленное родство белков.