ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Регуляторные пептиды как носители молекулярной информации из "Пептидная саморегуляция живых систем Факты и гипотезы" Исследования соответствия между аминокислотной последовательностью и функцией полипептидной цепи интенсивно развивались в 90-х годах, когда объединенная международная база данных обеспечила условия для системного анализа связей структура—функция . Краткий обзор состояния дел в этой области представляется целесообразным ввиду очень большого объема литературы и многообразия эмпирических подходов на резко различающихся теоретических уровнях. [c.75] Существуют два подхода к рассмотрению структуры пептидных цепей структурный анализ и анализ аминокислотной последовательности. [c.75] Структурный анализ является методом исследования общей архитектуры полипептидных макромолекул. С его помощью в макромолекуле можно выделить структурные домены — единичные элементы компактно упакованных участков цепи, связанные с прилегающими более рыхлыми и гибкими участками цепи. Структурные модули могут рассматриваться как подкяасс доменов. Примером может служить структура ядерных белков высокой подвижности. Структурным анализом выделены такие элементы упаковки полипептидной цепи, как (3-бочонки ((3-Ьагге15), трансмембранные петли рецепторов, экстра- и интрацеллюлярные модули. [c.75] Анализ аминокислотных последовательностей имеет целью рационализацию огромного объема уже имеющихся данных о первичной структуре полипептидов. Основной метод этого анализа — установление элементов сходства в структурах разных белков. Сопоставление консервативных участков цепи с функциональными характеристиками молекулы позволяет объединить многие белки в одну группу. Например, рецепторы, связанные с О-белками (мускариновые, опиоидные, адренорецепторы и др.), образуют семейство с определенными сигнальными и фармакологическими свойствами. [c.75] Ниже проводится сравнение частотных характеристик и аминокислотных последовательностей регуляторных пептидов и более высокомолекулярных регуляторных полипептидов (белков). [c.77] С другой стороны, данные табл. I—IV Приложения демонстрируют разницу в аминокислотном составе пептидов, принадлежащих разным тканям и участвующих в регуляции тканеспецифических функций. Аминокислотный состав каждой группы РП можно использовать для сравнения их между собой по частоте включения аминокислотных остатков, подобно тому как это сделано для усредненного белка в работе В. А. Конышева (1985). Для такого сравнения и использованы данные, приведенные в вышеупомянутых таблицах, и полученные результаты даны в табл. 6. где представлены только 9 первых разрядов, так как в исследуемых системах аминокислотные остатки, относящиеся к первым 6 рангам, занимают более 55%, а остатки первых 9 рангов — более 80% всех мест в полипептидных цепях. В табл. 6 также включены данные для нескольких регуляторных белков, которые будут рассмотрены в следующем разделе. Хочется отметить, что распределение аминокислот по рангам частоты для природных регуляторных пептидов и белков отличается от такового синтетических протеиноидов (см. табл. 5) высоким рангом лейцина, глутаминовой кислоты и цистеина, но сходно с ним высоким рангом глицина, аланина и лизина. [c.78] Примечание. Аминокислотные остатки, имеющие ионогенные боковые группы, отмечены соответственно плюсом или минусом. [c.79] Рассмотрим повторы одних и тех же сочетаний аминокислот (регулярных последовательностей) в каждой группе РП. [c.79] По данным табл. I—1И Приложения проведен статистический анализ частот одних и тех же повторов коротких аминокислотных последовательностей (димеров, тримеров, квартетов и квинтетов) в составе пептидов, принадлежащих разным функциональным группам. Прочтение аминокислотных последовательностей проводилось от К- к С-концу. [c.79] Из расчета исключены табличные последовательности коротких олигопептидов, входящих в состав уже учтенных более длинных полипептидов данной группы. В табл. 7 представлены повторяющиеся фрагменты аминокислотных последовательностей пептидов каждой группы. [c.80] С нашей точки зрения, многократное повторение индивидуальных звеньев в фуппе пептидов может служить признаком функциональной общности этой группы и основой для тканеспецифической классификации полипептида. По этому признаку кальмодулин не относится ни к одной из исследованных нами фупп пептидов-регуляторов. [c.80] Приведенные в табл. 7 результаты демонсфируют несколько интересных особенностей в аминокислотных последовательностях РП. [c.80] Во-первых, для каждой группы тканеспецифических регуляторов характерны разные составы и последовательности аминокислот в повторяющихся блоках, за исключением блоков ЕА и ED, повторяющихся по 3 и 4 раза в составах нейро- (НП) и иммунопептидов (ИП). [c.80] В-третьих, как сами РП, выделенные из различных тканей, так и повторяющиеся блоки в их составе сочетают в своих структурах гидрофильные и гидрофобные аминокислотные остатки, т. е. характеризуются амфифильностью, хотя усредненная гидрофобность НП выше, чем гидрофобность ИП. [c.82] Для пептидов, регулирующих систему пищеварения, характерны 1) периодическая стимуляция энзиматических процессов в различных отделах ЖКТ 2) поэтапная регуляция перистальтики системы 3) последовательное и координированное ингибирование гидролитических ферментов в разных отделах ЖКТ (Климов, 1983 Гальперин, Лазарев, 1986). [c.82] При рассмотрении механизмов саморегуляции организма особый интерес представляют сигнальные функции его компонентов. Как писал И. И. Шмальгаузен, связи между организмом и средой не офаничиваются явлениями обмена веществ и энергий. Большое значение имеет восприятие сигналов, которые не имеют непосредственного значения в обмене веществ, но определяют поведение организма (Шмальгаузен, 1968. С. 268). [c.83] Вернуться к основной статье