In our previous study, we have show

In our previous study, we have shown that the microenvironments around conserved amino acids are also conserved in protein families (Bandyopadhyay and Mehler, Proteins 2008; 72:646-659). In this study, we have hypothesized that amino acids perform similar functions when embedded in a certain type of protein microenvironment. We have tested this hypothesis on the microenvironments around disulfide-bridged cysteines from high-resolution protein crystal structures. Although such cystines mainly play structural role in proteins, in certain enzymes they participate in catalysis and redox reactions. We have performed and report a functional annotation of enzymatically active cystines to their respective microenvironments. Three protein microenvironment clusters were identified: (i) buried-hydrophobic, (ii) exposed-hydrophilic, and (iii) buried-hydrophilic. The buried-hydrophobic cluster encompasses a small group of 22 redox-active cystines, mostly in alpha-helical conformations in a -C-x-x-C- motif from the Oxido-reductase enzyme class. All these cystines have high strain energy and near identical microenvironments. Most of the active cystines in hydrolase enzyme class belong to buried hydrophilic microenvironment cluster. In total there are 34 half-cystines detected in buried hydrophilic cluster from hydrolases, as a part of enzyme active site. Even within the buried hydrophilic cluster, there is clear separation of active half-cystines between surface exposed part of the protein and protein interior. Half-cystines toward the surface exposed region are higher in number compared to those in protein interior. Apart from cystines at the active sites of the enzymes, many more half-cystines were detected in buried hydrophilic cluster those are part of the microenvironment of enzyme active sites. However, no active half-cystines were detected in extremely hydrophilic microenvironment cluster, that is, exposed hydrophilic cluster, indicating that total exposure of cystine toward the solvent is not favored for enzymatic reactions. Although half-cystines in exposed-hydrophilic clusters occasionally stabilize enzyme active sites, as a part of their microenvironments. Analysis performed in this work revealed that cystines as a part of active sites in specific enzyme families or folds share very similar protein microenvironment regions, despite of their dissimilarity in protein sequences and position specific sequence conservations. Proteins 2016; 84:1576-1589. © 2016 Wiley Periodicals, Inc..

Kết quả (Việt) 1:

Trong nghiên cứu trước đây của chúng tôi, chúng tôi đã cho thấy microenvironments quanh bảo tồn các axit amin cũng được bảo tồn trong gia đình có protein (Bandyopadhyay và Mehler, protein 2008; 72:646-659). Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã đưa ra giả thuyết rằng các axit amin thực hiện chức năng tương tự như khi nhúng trong một loại protein microenvironment. Chúng tôi đã thử nghiệm các giả thuyết này trên microenvironments xung quanh cầu nối disulfua cysteines từ độ phân giải cao protein cấu trúc tinh thể. Mặc dù như vậy cystines chủ yếu là vai trò cấu trúc trong protein, trong các enzym nhất định họ tham gia vào phản ứng xúc tác và redox. Chúng tôi đã thực hiện và báo cáo một chú thích chức năng của enzymatically hoạt động cystines của microenvironments tương ứng. Ba protein microenvironment cụm đã được xác định: (i) chôn-kỵ nước, (ii) tiếp xúc-Purifying và (iii) chôn-Purifying. Cụm chôn-kỵ nước bao gồm một nhóm nhỏ các 22 redox hoạt động cystines, chủ yếu là ở dạng xoắn alpha trong một -C-x-x-C-motif từ Oxido-reductase enzyme lớp. Tất cả các cystines có cao căng năng lượng và gần giống hệt nhau microenvironments. Hầu hết các cystines hoạt động hydrolase enzyme lớp thuộc về chôn Purifying microenvironment cluster. Trong tổng số có 34 half-cystines được phát hiện chôn Purifying cụm từ hydrolases, như một phần của enzym hoạt động trang web. Thậm chí trong Purifying cụm chôn, đó là tách biệt rõ ràng của half-cystines hoạt động giữa các bề mặt phần tiếp xúc của protein và chất đạm thất. Half-cystines đối với vùng tiếp xúc với bề mặt là cao hơn trong số so với những người trong protein nội thất. Ngoài cystines tại các trang web đang hoạt động của các enzym, nhiều hơn một nửa-cystines đã được phát hiện trong cụm Purifying chôn những người là một phần của microenvironment của các trang web hoạt động enzyme. Tuy nhiên, không có một nửa-cystines active đã được phát hiện tại vô cùng Purifying microenvironment cụm, có nghĩa là, tiếp xúc với cụm Purifying, chỉ ra rằng tất cả các tiếp xúc của cystine đối với dung môi không được ủng hộ cho các phản ứng enzym. Mặc dù nửa-cystines tiếp xúc Purifying cụm thỉnh thoảng ổn định men tiêu hóa hoạt động các trang web, như một phần của microenvironments của họ. Phân tích thực hiện công việc này cho thấy cystines như là một phần của các trang web đang hoạt động trong gia đình có men tiêu hóa cụ thể hoặc nếp gấp chia sẻ rất tương tự như các khu vực microenvironment protein, mặc dù trong dissimilarity của họ trong các chuỗi protein và vị trí cụ thể trình tự đặt. Protein 2016; 84:1576-1589. © in 2016 Wiley, Inc.

Kết quả (Việt) 2:

Trong nghiên cứu trước đây của chúng tôi, chúng tôi đã chỉ ra rằng các microenvironments xung quanh được bảo tồn axit amin cũng được bảo tồn trong các gia đình protein (Bandyopadhyay và Mehler, Protein 2008; 72: 646-659). Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã đưa ra giả thuyết rằng axit amin thực hiện chức năng tương tự như khi được gắn vào một loại nhất định của vi môi protein. Chúng tôi đã thử nghiệm giả thuyết này trên microenvironments quanh cysteines disulfide-bắc cầu từ các cấu trúc tinh thể protein có độ phân giải cao. Mặc dù cystines này chủ yếu đóng vai trò cấu trúc trong protein, enzym nhất định họ tham gia xúc tác oxy hóa khử và phản ứng. Chúng tôi đã thực hiện và báo cáo một chú thích chức năng của cystines hoạt động enzym để microenvironments tương ứng của họ. Ba cụm vi môi protein được xác định: (i) chôn kỵ nước, (ii) tiếp xúc-ưa nước, và (iii) chôn ưa nước. Cụm chôn kỵ nước bao gồm một nhóm nhỏ của 22 cystines oxi hóa khử hoạt động, chủ yếu là trong conformations xoắn alpha trong một motif -CxxC- từ lớp enzyme Oxido-reductase. Tất cả những cystines có năng lượng biến dạng cao và microenvironments gần giống hệt nhau. Hầu hết các hoạt động trong lớp học cystines enzym hydrolase thuộc về chôn cụm vi môi ưa nước. Tổng cộng có 34 nửa cystines phát hiện chôn cụm ưa nước từ hydrolases, như một phần của trang web hoạt động enzyme. Ngay cả trong các cụm ưa chôn, có sự tách biệt rõ ràng về hoạt động nửa cystines giữa bề mặt tiếp xúc với một phần của protein và protein nội thất. Half-cystines đối với khu vực bề mặt tiếp xúc cao hơn trong số so với những người ở bên trong protein. Ngoài cystines tại địa điểm hoạt động của các enzym, nhiều hơn nửa cystines đã được phát hiện trong cụm ưa chôn những là một phần của vi môi trường của các trang web hoạt động enzyme. Tuy nhiên, không có hoạt động nửa cystines đã được phát hiện trong cụm vi môi cực kỳ ưa nước, đó là, tiếp xúc với cụm ưa nước, chỉ ra rằng tổng số tiếp xúc của cystine về phía dung môi không được ưa chuộng cho các phản ứng enzym. Mặc dù nửa cystines trong các cụm-ưa nước tiếp xúc thường xuyên ổn định các trang web hoạt động enzyme, như một phần của microenvironments của họ. Phân tích thực hiện công việc này tiết lộ rằng cystines như là một phần của phần hoạt động trong gia đình enzyme cụ thể hoặc nếp gấp chia sẻ vùng protein vi môi trường rất giống nhau, mặc dù không giống nhau của họ trong chuỗi protein và vị trí conservations trình tự cụ thể. Protein năm 2016; 84: 1576-1589. © 2016 Wiley tạp, Inc ..