Замена аминокислот
Замена аминокислот — это замена одной аминокислоты на другую аминокислоту в белке вследствие точечной мутации в соответствующей последовательности ДНК. Это вызвано несинонимической миссенс-мутацией , которая изменяет последовательность кодонов, чтобы кодировать другую аминокислоту вместо исходной.

Консервативные и радикальные замены
[ редактировать ]Не все замены аминокислот оказывают одинаковое влияние на функцию или структуру белка. Масштабность этого процесса может варьироваться в зависимости от того, насколько сходны или различны заменяемые аминокислоты, а также от их положения в последовательности или структуре. Сходство между аминокислотами можно рассчитать на основе матриц замен , физико-химического расстояния или простых свойств, таких как размер или заряд аминокислоты. [ 1 ] (см. также химические свойства аминокислот ). Обычно аминокислоты таким образом классифицируют на два типа: [ 2 ]
- Консервативная замена – аминокислота заменяется на другую, имеющую аналогичные свойства. Ожидается, что этот тип замены редко приводит к дисфункции соответствующего белка. [ нужна ссылка ] .
- Радикальная замена – аминокислота заменяется на другую, обладающую другими свойствами. Это может привести к изменениям в структуре или функции белка, что потенциально может привести к изменениям фенотипа, иногда патогенным. Хорошо известным примером у людей является серповидноклеточная анемия , вызванная мутацией бета-глобина, при которой в положении 6 глутаминовая кислота (отрицательно заряженная) заменяется на валин (не заряженный).
Физико-химические расстояния
[ редактировать ]Физико-химическое расстояние – это мера, позволяющая оценить разницу между замененными аминокислотами. Значение расстояния основано на свойствах аминокислот. Существует 134 физико-химических свойства, которые можно использовать для оценки сходства между аминокислотами. [ 3 ] Каждая физико-химическая дистанция основана на различном составе свойств.
Персонажи с двумя состояниями | Характеристики |
---|---|
1-5 | Наличие соответственно: β―CH 2 , γ―CH 2 , δ―CH 2 ( пролин оценен как положительный), группы ε―CH 2 и a―CH 3. группы |
6-10 | Наличие соответственно: ω―SH, ω―COOH, ω―NH 2 (основной), ω―CONH 2 и ―CHOH групп. |
11-15 | Наличие соответственно: бензольного кольца (включая триптофан как положительный), разветвления боковой цепи группой CH, второй группы CH 3 , двух, но не трех групп ―H на концах боковой цепи (пролин оценивается как положительный) и Группа C―S―C |
16-20 | Наличие соответственно: группы гуанидо , α―NH 2 , α―NH группы в кольце, δ―NH группы в кольце, ―N= группы в кольце. |
21-25 | Присутствие соответственно: ―CH=N, индолильной группы, имидазольной группы, группы C=O в боковой цепи и конфигурация α―C, потенциально меняющая направление пептидной цепи (положительные оценки только для пролина) |
26-30 | Наличие соответственно: атома серы, первичной алифатической группы ―OH, вторичной алифатической группы ―OH, фенольной ―OH группы, способности образовывать мостики S–S. |
31-35 | Наличие соответственно: имидазола – группы NH, индолила – группы NH, группы – SCH 3 , второго оптического центра, группы N=CR – NH. |
36-40 | Наличие соответственно: изопропильной группы, выраженной ароматической реакционной способности, сильной ароматической реакционной способности, терминального положительного заряда, отрицательного заряда при высоком pH (положительный балл по тирозину). |
41 | Наличие пирролидинового кольца |
42-53 | Молекулярная масса (приблизительная) боковой цепи, рассчитанная по 12 ступеням присоединения (сера считается эквивалентом двух атомов углерода, азота или кислорода) |
54-56 | Наличие соответственно: плоской 5-, 6- и 9-членной кольцевой системы. |
57-64 | pK в изоэлектрической точке, оценивается аддитивно с шагом 1 pH. |
65-68 | Логарифм растворимости в воде ʟ-изомера в мг/100 мл, начисляется аддитивно. |
69-70 | Оптическое вращение в 5 ɴ-HCl, [α] D от 0 до -25 и более -25 соответственно. |
71-72 | Оптическое вращение в 5 ɴ-HCI, [α] от 0 до +25 соответственно (значения для глутамина и триптофана с водой в качестве растворителя и для аспарагина 3,4 ɴ-HCl) |
73-74 | Водородная связь боковой цепи (ионного типа), сильный донор и сильный акцептор соответственно. |
75-76 | Водородная связь боковой цепи (нейтрального типа), сильный донор и сильный акцептор соответственно. |
77-78 | Формирующая структура воды, соответственно умеренная и сильная |
79 | Разрушитель структуры воды |
80-82 | Подвижных электронов мало, умеренно и много соответственно (оценивается аддитивно) |
83-85 | Устойчивость к нагреванию и старению средняя, высокая и очень высокая соответственно (оценивается аддитивно) |
86-89 | R F в фенол-водной бумажной хроматографии с шагом 0,2 (оценивается аддитивно) |
90-93 | R F в толуол-пиридин-гликольхлоргидрине (бумажная хроматография производного ДНФ) с шагом 0,2 (оценивается аддитивно: для лизина - производное ди-ДНФ) |
94-97 | Цвет нингидрина после коллидин-лютидиновой хроматографии и нагревания в течение 5 минут при 100 °C соответственно фиолетовый, розовый, коричневый и желтый. |
98 | Конец боковой цепи раздвоен |
99-101 | Число заместителей при β-углеродном атоме соответственно 1, 2 или 3 (подсчитывается аддитивно) |
102-111 | Среднее количество неподеленных пар электронов в боковой цепи (оценивается аддитивно) |
112-115 | Количество связей в боковой цепи, допускающих вращение (оценивается аддитивно) |
116-117 | Ионный объем внутри колец небольшой или умеренный (оценивается аддитивно) |
118-124 | Максимальный момент инерции вращения на связи α—β (оценивается аддитивно в семь приблизительных шагов) |
125-131 | Максимальный момент инерции вращения по связи β—γ (оценивается аддитивно в семь приблизительных шагов) |
132-134 | Максимальный момент инерции вращения на связи γ―δ (оценивается аддитивно в три приблизительных шага) |
Расстояние Грэнтэма
[ редактировать ]Расстояние Грентэма зависит от трех свойств: состава, полярности и молекулярного объема. [ 4 ]
Разница расстояний D для каждой пары аминокислот i и j рассчитывается как:
где c = состав, p = полярность и v = молекулярный объем; и являются константами квадратов обратных величин среднего расстояния для каждого свойства, равными соответственно 1,833, 0,1018, 0,000399. Согласно расстоянию Грентэма, наиболее близкими аминокислотами являются лейцин и изолейцин, а наиболее удаленными — цистеин и триптофан.
Арг | Лео | Про | чр | Земля | Вал | Гли | С | Пхе | Тир | Цис | Его | Глн | Асн | Свет | Асп | Глу | Из | Трп | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
110 | 145 | 74 | 58 | 99 | 124 | 56 | 142 | 155 | 144 | 112 | 89 | 68 | 46 | 121 | 65 | 80 | 135 | 177 | Быть |
102 | 103 | 71 | 112 | 96 | 125 | 97 | 97 | 77 | 180 | 29 | 43 | 86 | 26 | 96 | 54 | 91 | 101 | Арг | |
98 | 92 | 96 | 32 | 138 | 5 | 22 | 36 | 198 | 99 | 113 | 153 | 107 | 172 | 138 | 15 | 61 | Лео | ||
38 | 27 | 68 | 42 | 95 | 114 | 110 | 169 | 77 | 76 | 91 | 103 | 108 | 93 | 87 | 147 | Про | |||
58 | 69 | 59 | 89 | 103 | 92 | 149 | 47 | 42 | 65 | 78 | 85 | 65 | 81 | 128 | чр | ||||
64 | 60 | 94 | 113 | 112 | 195 | 86 | 91 | 111 | 106 | 126 | 107 | 84 | 148 | Земля | |||||
109 | 29 | 50 | 55 | 192 | 84 | 96 | 133 | 97 | 152 | 121 | 21 | 88 | Вал | ||||||
135 | 153 | 147 | 159 | 98 | 87 | 80 | 127 | 94 | 98 | 127 | 184 | Гли | |||||||
21 | 33 | 198 | 94 | 109 | 149 | 102 | 168 | 134 | 10 | 61 | С | ||||||||
22 | 205 | 100 | 116 | 158 | 102 | 177 | 140 | 28 | 40 | Пхе | |||||||||
194 | 83 | 99 | 143 | 85 | 160 | 122 | 36 | 37 | Тир | ||||||||||
174 | 154 | 139 | 202 | 154 | 170 | 196 | 215 | Цис | |||||||||||
24 | 68 | 32 | 81 | 40 | 87 | 115 | Его | ||||||||||||
46 | 53 | 61 | 29 | 101 | 130 | Глн | |||||||||||||
94 | 23 | 42 | 142 | 174 | Асн | ||||||||||||||
101 | 56 | 95 | 110 | Свет | |||||||||||||||
45 | 160 | 181 | Асп | ||||||||||||||||
126 | 152 | Глу | |||||||||||||||||
67 | Из |
Индекс Снита
[ редактировать ]Индекс Снита учитывает 134 категории активности и структуры. [ 3 ] Индекс различия D представляет собой процентное значение суммы всех свойств, не являющихся общими для двух замененных аминокислот. Это процентное значение, выраженное , где S — сходство.
Лео | С | Вал | Гли | Земля | Про | Глн | Асн | Из | чр | Быть | Цис | Глу | Асп | Свет | Арг | Тир | Пхе | Трп | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
С | 5 | ||||||||||||||||||
Вал | 9 | 7 | |||||||||||||||||
Гли | 24 | 25 | 19 | ||||||||||||||||
Земля | 15 | 17 | 12 | 9 | |||||||||||||||
Про | 23 | 24 | 20 | 17 | 16 | ||||||||||||||
Глн | 22 | 24 | 25 | 32 | 26 | 33 | |||||||||||||
Асн | 20 | 23 | 23 | 26 | 25 | 31 | 10 | ||||||||||||
Из | 20 | 22 | 23 | 34 | 25 | 31 | 13 | 21 | |||||||||||
чр | 23 | 21 | 17 | 20 | 20 | 25 | 24 | 19 | 25 | ||||||||||
Быть | 23 | 25 | 20 | 19 | 16 | 24 | 21 | 15 | 22 | 12 | |||||||||
Цис | 24 | 26 | 21 | 21 | 13 | 25 | 22 | 19 | 17 | 19 | 13 | ||||||||
Глу | 30 | 31 | 31 | 37 | 34 | 43 | 14 | 19 | 26 | 34 | 29 | 33 | |||||||
Асп | 25 | 28 | 28 | 33 | 30 | 40 | 22 | 14 | 31 | 29 | 25 | 28 | 7 | ||||||
Свет | 23 | 24 | 26 | 31 | 26 | 31 | 21 | 27 | 24 | 34 | 31 | 32 | 26 | 34 | |||||
Арг | 33 | 34 | 36 | 43 | 37 | 43 | 23 | 31 | 28 | 38 | 37 | 36 | 31 | 39 | 14 | ||||
Тир | 30 | 34 | 36 | 36 | 34 | 37 | 29 | 28 | 32 | 32 | 29 | 34 | 34 | 34 | 34 | 36 | |||
Пхе | 19 | 22 | 26 | 29 | 26 | 27 | 24 | 24 | 24 | 28 | 25 | 29 | 35 | 35 | 28 | 34 | 13 | ||
Трп | 30 | 34 | 37 | 39 | 36 | 37 | 31 | 32 | 31 | 38 | 35 | 37 | 43 | 45 | 34 | 36 | 21 | 13 | |
Его | 25 | 28 | 31 | 34 | 29 | 36 | 27 | 24 | 30 | 34 | 28 | 31 | 27 | 35 | 27 | 31 | 23 | 18 | 25 |
Коэффициент разницы Эпштейна
[ редактировать ]Коэффициент разницы Эпштейна основан на различиях в полярности и размере замененных пар аминокислот. [ 5 ] Этот показатель, отличающий направление обмена между аминокислотами, описывается двумя уравнениями:
когда меньший гидрофобный остаток заменяется более крупным гидрофобным или полярным остатком
когда полярный остаток заменяется или больший остаток заменяется меньшим
Пхе | Из | Лео | С | Вал | Про | Тир | Трп | Цис | Земля | Гли | Быть | чр | Его | Глу | Глн | Асп | Асн | Свет | Арг | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Пхе | 0.05 | 0.08 | 0.08 | 0.1 | 0.1 | 0.21 | 0.25 | 0.22 | 0.43 | 0.53 | 0.81 | 0.81 | 0.8 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
Из | 0.1 | 0.03 | 0.03 | 0.1 | 0.1 | 0.25 | 0.32 | 0.21 | 0.41 | 0.42 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
Лео | 0.15 | 0.05 | 0 | 0.03 | 0.03 | 0.28 | 0.36 | 0.2 | 0.43 | 0.51 | 0.8 | 0.8 | 0.81 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1.01 | |
С | 0.15 | 0.05 | 0 | 0.03 | 0.03 | 0.28 | 0.36 | 0.2 | 0.43 | 0.51 | 0.8 | 0.8 | 0.81 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1.01 | |
Вал | 0.2 | 0.1 | 0.05 | 0.05 | 0 | 0.32 | 0.4 | 0.2 | 0.4 | 0.5 | 0.8 | 0.8 | 0.81 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1.02 | |
Про | 0.2 | 0.1 | 0.05 | 0.05 | 0 | 0.32 | 0.4 | 0.2 | 0.4 | 0.5 | 0.8 | 0.8 | 0.81 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1.02 | |
Тир | 0.2 | 0.22 | 0.22 | 0.22 | 0.24 | 0.24 | 0.1 | 0.13 | 0.27 | 0.36 | 0.62 | 0.61 | 0.6 | 0.8 | 0.8 | 0.81 | 0.81 | 0.8 | 0.8 | |
Трп | 0.21 | 0.24 | 0.25 | 0.25 | 0.27 | 0.27 | 0.05 | 0.18 | 0.3 | 0.39 | 0.63 | 0.63 | 0.61 | 0.81 | 0.81 | 0.81 | 0.81 | 0.81 | 0.8 | |
Цис | 0.28 | 0.22 | 0.21 | 0.21 | 0.2 | 0.2 | 0.25 | 0.35 | 0.25 | 0.31 | 0.6 | 0.6 | 0.62 | 0.81 | 0.81 | 0.8 | 0.8 | 0.81 | 0.82 | |
Земля | 0.5 | 0.45 | 0.43 | 0.43 | 0.41 | 0.41 | 0.4 | 0.49 | 0.22 | 0.1 | 0.4 | 0.41 | 0.47 | 0.63 | 0.63 | 0.62 | 0.62 | 0.63 | 0.67 | |
Гли | 0.61 | 0.56 | 0.54 | 0.54 | 0.52 | 0.52 | 0.5 | 0.58 | 0.34 | 0.1 | 0.32 | 0.34 | 0.42 | 0.56 | 0.56 | 0.54 | 0.54 | 0.56 | 0.61 | |
Быть | 0.81 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.62 | 0.63 | 0.6 | 0.4 | 0.3 | 0.03 | 0.1 | 0.21 | 0.21 | 0.2 | 0.2 | 0.21 | 0.24 | |
чр | 0.81 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.61 | 0.63 | 0.6 | 0.4 | 0.31 | 0.03 | 0.08 | 0.21 | 0.21 | 0.2 | 0.2 | 0.21 | 0.22 | |
Его | 0.8 | 0.8 | 1 | 1 | 0.8 | 0.8 | 0.6 | 0.61 | 0.61 | 0.42 | 0.34 | 0.1 | 0.08 | 0.2 | 0.2 | 0.21 | 0.21 | 0.2 | 0.2 | |
Глу | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0.8 | 0.81 | 0.8 | 0.61 | 0.52 | 0.22 | 0.21 | 0.2 | 0 | 0.03 | 0.03 | 0 | 0.05 | |
Глн | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0.8 | 0.81 | 0.8 | 0.61 | 0.52 | 0.22 | 0.21 | 0.2 | 0 | 0.03 | 0.03 | 0 | 0.05 | |
Асп | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0.81 | 0.81 | 0.8 | 0.61 | 0.51 | 0.21 | 0.2 | 0.21 | 0.03 | 0.03 | 0 | 0.03 | 0.08 | |
Асн | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0.81 | 0.81 | 0.8 | 0.61 | 0.51 | 0.21 | 0.2 | 0.21 | 0.03 | 0.03 | 0 | 0.03 | 0.08 | |
Свет | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0.8 | 0.81 | 0.8 | 0.61 | 0.52 | 0.22 | 0.21 | 0.2 | 0 | 0 | 0.03 | 0.03 | 0.05 | |
Арг | 1 | 1 | 1 | 1 | 1.01 | 1.01 | 0.8 | 0.8 | 0.81 | 0.62 | 0.53 | 0.24 | 0.22 | 0.2 | 0.05 | 0.05 | 0.08 | 0.08 | 0.05 |
Расстояние Мияты
[ редактировать ]Расстояние Мияты основано на двух физико-химических свойствах: объёме и полярности. [ 6 ]
Расстояние между аминокислотами a i и a j рассчитывается как где – величина разности полярностей между замененными аминокислотами и и – разница по объему; и являются стандартными отклонениями для и
Цис | Про | Земля | Гли | Быть | чр | Глн | Глу | Асн | Асп | Его | Свет | Арг | Вал | Лео | С | Из | Пхе | Тир | Трп | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1.33 | 1.39 | 2.22 | 2.84 | 1.45 | 2.48 | 3.26 | 2.83 | 3.48 | 2.56 | 3.27 | 3.06 | 0.86 | 1.65 | 1.63 | 1.46 | 2.24 | 2.38 | 3.34 | Цис | |
0.06 | 0.97 | 0.56 | 0.87 | 1.92 | 2.48 | 1.8 | 2.4 | 2.15 | 2.94 | 2.9 | 1.79 | 2.7 | 2.62 | 2.36 | 3.17 | 3.12 | 4.17 | Про | ||
0.91 | 0.51 | 0.9 | 1.92 | 2.46 | 1.78 | 2.37 | 2.17 | 2.96 | 2.92 | 1.85 | 2.76 | 2.69 | 2.42 | 3.23 | 3.18 | 4.23 | Земля | |||
0.85 | 1.7 | 2.48 | 2.78 | 1.96 | 2.37 | 2.78 | 3.54 | 3.58 | 2.76 | 3.67 | 3.6 | 3.34 | 4.14 | 4.08 | 5.13 | Гли | ||||
0.89 | 1.65 | 2.06 | 1.31 | 1.87 | 1.94 | 2.71 | 2.74 | 2.15 | 3.04 | 2.95 | 2.67 | 3.45 | 3.33 | 4.38 | Быть | |||||
1.12 | 1.83 | 1.4 | 2.05 | 1.32 | 2.1 | 2.03 | 1.42 | 2.25 | 2.14 | 1.86 | 2.6 | 2.45 | 3.5 | чр | ||||||
0.84 | 0.99 | 1.47 | 0.32 | 1.06 | 1.13 | 2.13 | 2.7 | 2.57 | 2.3 | 2.81 | 2.48 | 3.42 | Глн | |||||||
0.85 | 0.9 | 0.96 | 1.14 | 1.45 | 2.97 | 3.53 | 3.39 | 3.13 | 3.59 | 3.22 | 4.08 | Глу | ||||||||
0.65 | 1.29 | 1.84 | 2.04 | 2.76 | 3.49 | 3.37 | 3.08 | 3.7 | 3.42 | 4.39 | Асн | |||||||||
1.72 | 2.05 | 2.34 | 3.4 | 4.1 | 3.98 | 3.69 | 4.27 | 3.95 | 4.88 | Асп | ||||||||||
0.79 | 0.82 | 2.11 | 2.59 | 2.45 | 2.19 | 2.63 | 2.27 | 3.16 | Его | |||||||||||
0.4 | 2.7 | 2.98 | 2.84 | 2.63 | 2.85 | 2.42 | 3.11 | Свет | ||||||||||||
2.43 | 2.62 | 2.49 | 2.29 | 2.47 | 2.02 | 2.72 | Арг | |||||||||||||
0.91 | 0.85 | 0.62 | 1.43 | 1.52 | 2.51 | Вал | ||||||||||||||
0.14 | 0.41 | 0.63 | 0.94 | 1.73 | Лео | |||||||||||||||
0.29 | 0.61 | 0.86 | 1.72 | С | ||||||||||||||||
0.82 | 0.93 | 1.89 | Из | |||||||||||||||||
0.48 | 1.11 | Пхе | ||||||||||||||||||
1.06 | Тир | |||||||||||||||||||
Трп |
Экспериментальная взаимозаменяемость
[ редактировать ]Экспериментальная взаимозаменяемость была разработана Ямпольским и Штольцфусом. [ 7 ] Это мера среднего эффекта замены одной аминокислоты на другую аминокислоту.
Он основан на анализе экспериментальных исследований, в которых 9671 замена аминокислот из разных белков сравнивалась по влиянию на активность белка.
Цис | Быть | чр | Про | Земля | Гли | Асн | Асп | Глу | Глн | Его | Арг | Свет | Из | С | Лео | Вал | Пхе | Тир | Трп | Бывший источник | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Цис | . | 258 | 121 | 201 | 334 | 288 | 109 | 109 | 270 | 383 | 258 | 306 | 252 | 169 | 109 | 347 | 89 | 349 | 349 | 139 | 280 |
Быть | 373 | . | 481 | 249 | 490 | 418 | 390 | 314 | 343 | 352 | 353 | 363 | 275 | 321 | 270 | 295 | 358 | 334 | 294 | 160 | 351 |
чр | 325 | 408 | . | 164 | 402 | 332 | 240 | 190 | 212 | 308 | 246 | 299 | 256 | 152 | 198 | 271 | 362 | 273 | 260 | 66 | 287 |
Про | 345 | 392 | 286 | . | 454 | 404 | 352 | 254 | 346 | 384 | 369 | 254 | 231 | 257 | 204 | 258 | 421 | 339 | 298 | 305 | 335 |
Земля | 393 | 384 | 312 | 243 | . | 387 | 430 | 193 | 275 | 320 | 301 | 295 | 225 | 549 | 245 | 313 | 319 | 305 | 286 | 165 | 312 |
Гли | 267 | 304 | 187 | 140 | 369 | . | 210 | 188 | 206 | 272 | 235 | 178 | 219 | 197 | 110 | 193 | 208 | 168 | 188 | 173 | 228 |
Асн | 234 | 355 | 329 | 275 | 400 | 391 | . | 208 | 257 | 298 | 248 | 252 | 183 | 236 | 184 | 233 | 233 | 210 | 251 | 120 | 272 |
Асп | 285 | 275 | 245 | 220 | 293 | 264 | 201 | . | 344 | 263 | 298 | 252 | 208 | 245 | 299 | 236 | 175 | 233 | 227 | 103 | 258 |
Глу | 332 | 355 | 292 | 216 | 520 | 407 | 258 | 533 | . | 341 | 380 | 279 | 323 | 219 | 450 | 321 | 351 | 342 | 348 | 145 | 363 |
Глн | 383 | 443 | 361 | 212 | 499 | 406 | 338 | 68 | 439 | . | 396 | 366 | 354 | 504 | 467 | 391 | 603 | 383 | 361 | 159 | 386 |
Его | 331 | 365 | 205 | 220 | 462 | 370 | 225 | 141 | 319 | 301 | . | 275 | 332 | 315 | 205 | 364 | 255 | 328 | 260 | 72 | 303 |
Арг | 225 | 270 | 199 | 145 | 459 | 251 | 67 | 124 | 250 | 288 | 263 | . | 306 | 68 | 139 | 242 | 189 | 213 | 272 | 63 | 259 |
Свет | 331 | 376 | 476 | 252 | 600 | 492 | 457 | 465 | 272 | 441 | 362 | 440 | . | 414 | 491 | 301 | 487 | 360 | 343 | 218 | 409 |
Из | 347 | 353 | 261 | 85 | 357 | 218 | 544 | 392 | 287 | 394 | 278 | 112 | 135 | . | 612 | 513 | 354 | 330 | 308 | 633 | 307 |
С | 362 | 196 | 193 | 145 | 326 | 160 | 172 | 27 | 197 | 191 | 221 | 124 | 121 | 279 | . | 417 | 494 | 331 | 323 | 73 | 252 |
Лео | 366 | 212 | 165 | 146 | 343 | 201 | 162 | 112 | 199 | 250 | 288 | 185 | 171 | 367 | 301 | . | 275 | 336 | 295 | 152 | 248 |
Вал | 382 | 326 | 398 | 201 | 389 | 269 | 108 | 228 | 192 | 280 | 253 | 190 | 197 | 562 | 537 | 333 | . | 207 | 209 | 286 | 277 |
Пхе | 176 | 152 | 257 | 112 | 236 | 94 | 136 | 90 | 62 | 216 | 237 | 122 | 85 | 255 | 181 | 296 | 291 | . | 332 | 232 | 193 |
Тир | 142 | 173 | . | 194 | 402 | 357 | 129 | 87 | 176 | 369 | 197 | 340 | 171 | 392 | . | 362 | . | 360 | . | 303 | 258 |
Трп | 137 | 92 | 17 | 66 | 63 | 162 | . | . | 65 | 61 | 239 | 103 | 54 | 110 | . | 177 | 110 | 364 | 281 | . | 142 |
Экс- назначение | 315 | 311 | 293 | 192 | 411 | 321 | 258 | 225 | 262 | 305 | 290 | 255 | 225 | 314 | 293 | 307 | 305 | 294 | 279 | 172 | 291 |
Типичные и уникальные аминокислоты
[ редактировать ]Аминокислоты также можно классифицировать по тому, на сколько разных аминокислот они могут быть заменены путем замены одного нуклеотида.
- Типичные аминокислоты - есть несколько других аминокислот, в которые они могут превращаться путем замены одного нуклеотида. Типичные аминокислоты и их альтернативы обычно имеют схожие физико-химические свойства. Лейцин является примером типичной аминокислоты.
- Идиосинкразические аминокислоты - существует несколько подобных аминокислот, в которые они могут мутировать посредством замены одного нуклеотида. В этом случае большинство замен аминокислот будут нарушать функцию белка. Триптофан является примером идиосинкразической аминокислоты. [ 8 ]
Склонность к замене аминокислот
[ редактировать ]Некоторые аминокислоты с большей вероятностью будут заменены. Одним из факторов, влияющих на эту тенденцию, является физико-химическая дистанция. Примером показателя аминокислоты может быть индекс стабильности Граура. [ 9 ] Допущение этой меры состоит в том, что скорость замены аминокислот и эволюция белка зависят от аминокислотного состава белка. Индекс стабильности S аминокислоты рассчитывается на основе физико-химических расстояний этой аминокислоты и ее альтернатив, которые могут мутировать в результате замены одного нуклеотида, и вероятности замены на эти аминокислоты. Согласно расстоянию Грэнтэма, наиболее неизменяемой аминокислотой является цистеин, а наиболее склонной к обмену – метионин.
Альтернативные кодоны | Альтернативные аминокислоты | Вероятности | Расстояния Грэнтэма [ 4 ] | Среднее расстояние |
---|---|---|---|---|
Ох, ох, ох | изолейцин | 1/3 | 10 | 3.33 |
АКГ | Треонин | 1/9 | 81 | 9.00 |
ААГ | Лизин | 1/9 | 95 | 10.56 |
АГГ | Аргинин | 1/9 | 91 | 10.11 |
УУГ, ЦУГ | Лейцин | 2/9 | 15 | 3.33 |
ГУГ | Валин | 1/9 | 21 | 2.33 |
Индекс стабильности [ 9 ] | 38.67 |
Закономерности замены аминокислот
[ редактировать ]Эволюция белков происходит медленнее, чем ДНК, поскольку только несинонимичные мутации в ДНК могут привести к замене аминокислот. Большинство мутаций нейтральны для поддержания функции и структуры белка. Следовательно, чем больше схожих аминокислот, тем более вероятно, что они будут заменены. Консервативные замены встречаются чаще, чем радикальные, поскольку они могут привести к менее важным фенотипическим изменениям. [ 10 ] С другой стороны, полезные мутации, улучшающие функции белка, скорее всего, будут радикальными заменами. [ 11 ] Кроме того, физико-химические расстояния, основанные на свойствах аминокислот, отрицательно коррелируют с вероятностью замен аминокислот. Меньшее расстояние между аминокислотами указывает на то, что они с большей вероятностью подвергаются замене.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Даган, Таль; Талмор, Яэль; Граур, Дэн (июль 2002 г.). «Соотношение радикальных и консервативных замен аминокислот зависит от мутационных и композиционных факторов и не может указывать на положительный дарвиновский отбор». Молекулярная биология и эволюция . 19 (7): 1022–1025. doi : 10.1093/oxfordjournals.molbev.a004161 . ПМИД 12082122 .
- ^ Граур, Дэн (01 января 2015 г.). Молекулярная и геномная эволюция . Синауэр. ISBN 9781605354699 .
- ^ Jump up to: а б с д Снит, PH (1 ноября 1966 г.). «Связь между химической структурой и биологической активностью пептидов» . Журнал теоретической биологии . 12 (2): 157–195. Бибкод : 1966JThBi..12..157S . дои : 10.1016/0022-5193(66)90112-3 . ISSN 0022-5193 . PMID 4291386 – через Elsevier Science Direct.
- ^ Jump up to: а б с Грэнтэм, Р. (6 сентября 1974 г.). «Формула различия аминокислот, помогающая объяснить эволюцию белка». Наука . 185 (4154): 862–864. Бибкод : 1974Sci...185..862G . дои : 10.1126/science.185.4154.862 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 4843792 . S2CID 35388307 .
- ^ Jump up to: а б Эпштейн, Чарльз Дж. (22 июля 1967 г.). «Неслучайность аминокислотных изменений в эволюции гомологичных белков». Природа . 215 (5099): 355–359. Бибкод : 1967Natur.215..355E . дои : 10.1038/215355a0 . ПМИД 4964553 . S2CID 38859723 .
- ^ Jump up to: а б Мията, Т.; Миядзава, С.; Ясунага, Т. (15 марта 1979 г.). «Два типа аминокислотных замен в эволюции белков». Журнал молекулярной эволюции . 12 (3): 219–236. Бибкод : 1979JMolE..12..219M . дои : 10.1007/BF01732340 . ISSN 0022-2844 . ПМИД 439147 . S2CID 20978738 .
- ^ Jump up to: а б Ямпольский Лев Юрьевич; Штольцфус, Арлин (1 августа 2005 г.). «Обмениваемость аминокислот в белках» . Генетика . 170 (4): 1459–1472. doi : 10.1534/genetics.104.039107 . ISSN 0016-6731 . ПМЦ 1449787 . ПМИД 15944362 .
- ^ Ся, Сюхуа (31 марта 2000 г.). Анализ данных в молекулярной биологии и эволюции . Springer Science & Business Media. ISBN 9780792377672 .
- ^ Jump up to: а б с Граур, Д. (1 января 1985 г.). «Аминокислотный состав и скорость эволюции генов, кодирующих белки». Журнал молекулярной эволюции . 22 (1): 53–62. Бибкод : 1985JMolE..22...53G . дои : 10.1007/BF02105805 . ISSN 0022-2844 . ПМИД 3932664 . S2CID 23374899 .
- ^ Цукеркандль; Полинг (1965). «Эволюционное расхождение и конвергенция белков». Нью-Йорк: Академическая пресса : 97–166.
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Даган, Таль; Талмор, Яэль; Граур, Дэн (1 июля 2002 г.). «На соотношение радикальных и консервативных замен аминокислот влияют мутационные и композиционные факторы, и они не могут свидетельствовать о положительном дарвиновском отборе». Молекулярная биология и эволюция . 19 (7): 1022–1025. doi : 10.1093/oxfordjournals.molbev.a004161 . ISSN 0737-4038 . ПМИД 12082122 .