6.9 : Protein Complexes with Interchangeable Parts

קבוצות של חלבונים עשויות ליצור קומפלקס שבו לכל חלבון בקומפלקס זה יש תפקיד שונה בביצוע הכולל של תפקוד המכלול. לעתים קרובות חלק מהחלבונים בקומפלקס יכולים להיות מוחלפים על ידי גרסה קרובה כדי לתת קומפלקס המכיל רבים מאותם רכיבים אך הוא מובחן מבחינה פונקציונלית.

SCF ubiquitin ligase הוא קומפלקס חלבונים של חמישה חלבונים בודדים. קומפלקס זה מצמיד יוביקוויטין לחלבוני מטרה אחרים כדי לסמן אותם לפירוק. על מנת לבצע פונקציה זו, אחד החלבונים, תיבת ה-F, אחראי להיקשר לסובסטרט, ובכך לאפשר לחלבון אחר בקומפלקס, האנזים המצומד יוביקוויטין, לגשת לסובסטרט ולצרף יוביקוויטין. לחלבון F-box יש מספר גרסאות הניתנות להחלפה, כך שהקומפלקס יכול לזהות מצעים שונים. בנוסף, אורגניזמים שונים יכולים לקבל קבוצות שונות של גרסאות חלבון F-box. לבני אדם יש 38 גרסאות ידועות, ל-Saccharomyces cerevisiae יש 11, לדרוזופילה יש 22, ול-C. elegans יש 326. וריאציה זו מאפשרת לקומפלקס להתמקד בספקטרום גדול של חלבונים על ידי שינוי אחד בלבד ממרכיביו.

וריאנטים מתחלפים אלה הם לעתים קרובות תוצאה של שכפול גנים. במהלך האבולוציה המולקולרית, הגן לחלבון מועיל יכול לפעמים להשתכפל במהלך שכפול הדנ"א מסיבות כגון רקומבינציה חוץ רחמית, החלקה של שכפול, אנופלואידיה, פוליפלואידיה ורטרוטרנספוזיציה. עותק משוכפל זה של הגן יכול לעבור מוטציות נוספות תוך כדי העברתו מדור לדור מכיוון שהמוטציה אינה משפיעה על תפקוד הגן המקורי. מוטציות אלה גורמות לגרסאות של גן האחראיות על חלבונים, כמו תיבת F, שהם דומים מבחינה תפקודית אך בעלי סגוליות מצע שונה.