6.3 : Conserved Binding Sites

Биологическая роль многих белков зависит от их взаимодействия с лигандами, небольшими молекулами, которые связываются с определенными участками белка, известными как участки связывания лиганда. Лиганд-связывающие участки часто консервативны среди гомологичных белков, поскольку эти участки имеют решающее значение для функции белка.

Сайты связывания часто располагаются в больших карманах, и если их местоположение на поверхности белка неизвестно, их можно предсказать с помощью различных подходов. Энергетический метод вычислительно анализирует энергию взаимодействия различных аминокислотных остатков с лигандом и предсказывает те, у которых энергия связывания минимальна, как потенциальные сайты связывания. Однако изучение консервативных последовательностей часто используется в сочетании с другими методологиями для дальнейшего улучшения этого прогноза. Структурно консервативные остатки можно использовать для различения сайтов связывания и открытых поверхностей белка. Аминокислоты, Трп, Фен и Мет высоко консервативны в сайтах связывания, а в случае открытых поверхностей белков такой консервативности не наблюдается.

Различные вычислительные инструменты могут прогнозировать сайты связывания с помощью сочетания структурной, энергетической и консервативной методологий для сайтов связывания. ConCavity — это инструмент, который можно использовать для прогнозирования трехмерных карманов связывания лиганда и отдельных остатков, связывающих лиганд. Используемый алгоритм напрямую объединяет оценки консервативности эволюционной последовательности с предсказанием на основе структуры. Другой инструмент, MONKEY, используется для идентификации консервативных сайтов связывания транскрипционных факторов при многовидовом выравнивании. Он использует модели факторной специфичности и эволюции сайтов связывания, чтобы вычислить вероятность того, что предполагаемые сайты консервативны, и присвоить статистическую значимость каждому прогнозу.