6.3:
Conserved Binding Sites
6.3:
Conserved Binding Sites
Birçok proteinin biyolojik rolü, ligand bağlama bölgeleri olarak bilinen protein üzerindeki belirli yerlere bağlanan küçük moleküller olan ligandlarıyla etkileşimlerine bağlıdır. Ligand bağlanma bölgeleri genellikle homolog proteinler arasında korunur, çünkü bu bölgeler protein fonksiyonu için kritik öneme sahiptir.
Bağlanma bölgeleri genellikle büyük ceplerde bulunur ve eğer bir proteinin yüzeyindeki yerleri bilinmiyorsa, çeşitli yaklaşımlar kullanılarak tahmin edilebilir. Enerjik yöntem, farklı amino asit kalıntılarının ligand ile etkileşim enerjisini hesaplamalı olarak analiz eder ve bağlanma enerjisi en az olanların potansiyel bağlanma bölgeleri olduğunu tahmin eder. Bununla birlikte, korunmuş dizilerin incelenmesi, bu öngörüyü daha da geliştirmek için genellikle diğer metodolojilerle birlikte kullanılır. Yapısal olarak korunmuş kalıntılar, bağlanma bölgeleri ve maruz kalan protein yüzeyleri arasında ayrım yapmak için kullanılabilir. Trp, Phe ve Met aminoasitleri bağlanma bölgelerinde yüksek oranda korunurken, bağlanmanın olmadığı protein yüzeylerinde böyle bir korunma gözlenmez.
Çeşitli hesaplama araçları, yapısal, enerjik ve korunmuş bağlanma bölgesi metodolojilerinin bir karışımını kullanarak bağlanma bölgelerini tahmin edebilir. ConCavity 3D ligand bağlayıcı cepleri ve bireysel ligand bağlayıcı kalıntıları tahmin etmek için kullanılabilecek bir araçtır. Kullanılan algoritma, evrimsel dizi koruma tahminlerini yapı tabanlı tahminle doğrudan bütünleştirir. Başka bir araç olan MONKEY, çoklu tür hizalamalarında korunmuş transkripsiyon faktörü bağlanma bölgelerini tanımlamak için kullanılır. Varsayılan alanların korunma olasılığını hesaplamak ve her tahmine istatistiksel anlamlılık atamak için faktör özgüllüğü ve bağlanma bölgesi evrim modellerini kullanır.
Suggested Reading
- Ma, B., Elkayam, T., Wolfson, H., & Nussinov, R. (2003). Protein–protein interactions: structurally conserved residues distinguish between binding sites and exposed protein surfaces. Proceedings of the National Academy of Sciences, 100(10), 5772-5777.
- Tsujikawa, H., Sato, K., Wei, C., Saad, G., Sumikoshi, K., Nakamura,S., … & Shimizu, K. (2016). Development of a protein–ligand-binding site prediction method based on interaction energy and sequence conservation. Journal of structural and functional genomics, 17(2-3), 39-49.
- Capra, J. A., Laskowski, R. A., Thornton, J. M., Singh, M., & Funkhouser, T. A. (2009). Predicting protein ligand binding sites by combining evolutionary sequence conservation and 3D structure. PLoS Comput Biol, 5(12), e1000585.
- Moses, A. M., Chiang, D. Y., Pollard, D. A., Iyer, V. N., & Eisen, M. B. (2004). MONKEY: identifying conserved transcription-factor binding sites in multiple alignments using a binding site-specific evolutionary model. Genome biology, 5(12), 1-15.