НЕСТРУКТУРИРОВАННЫЕ ОБЛАСТИ В ЭЛОНГАЦИОННЫХ ФАКТОРАХ EF1A ТРЕХ НАДЦАРСТВ ЖИВОГО МИРА

摘要

Предлагается новый признак для классификации живого мира, основанный на способности аминокислотной последовательности белка образовывать неструктурированные участки, которые проявляются в его трехмерной структуре в виде петель. Наш подход принципиально отличается от подходов, которые базируются на сравнении тех или иных последовательностей РНК или белков из разных организмов. Введение любого нового структурно-функционального признака, который мог бы разрешить эволюционные отношения между главными группами организмов, само по себе представляет интерес, потому что при кажущемся ныне обилии молекулярных признаков мегасистема-тика и макрофилогенетика испытывают недостаток в информативных признаках. Для поиска неструктурированных участков в элонгационных факторах EF1A использована специализированная программа FoldUnfold. Достоверность предсказания петель по этой программе проверена на пяти факторах, структура которых известна по данным рентгеноструктурного анализа. На примере нескольких десятков типичных представителей живого мира показано, что, помимо двух перетяжек между тремя структурными доменами в факторах элонгации, программа предсказывает дополнительные петли. Их максимальное число равно шести, не считая эффекторной петли, которая присуща всем без исключения факторам. Из шести петель три (А, В, С) выявляются в первом домене, одна (D) — во втором, и две петли (Е и F) - в третьем домене фактора, причем все шесть петель вместе никогда не обнаруживаются в одном факторе. Выявлены характерные признаки факторов элонгации для каждого из трех Надцарств живого мира, в каждом из которых наблюдаются вариации в числе петель и в их расположении в доменах фактора. В нашем анализе важен не только сам факт присутствия той или иной петли, но и специфика содержащейся в ней последовательности аминокислот. Поскольку суммарное число предсказанных петель в элонгационных факторах увеличивается по мере увеличения сложности организма, мы высказываем следующее предположение о роли этих петель в эволюции: "Природа, придерживаясь принципа бережливой изобретательности, оперирует разными универсальными вставками (петлями), приспосабливая их число, их положение в том или ином домене фактора элонгации и аминокислотный состав в них таким образом, чтобы белок мог выполнять ряд специализированных функций: одну — в простейших микроорганизмах и несколько — в высших организмах".