Структура и функционирование белков. Применение методов биоинформатики - Джон Ригден 2014

Методы биоинформатики для изучения структуры и функций неупорядоченных белков
Предсказание функций БПН
Сочетание информации о последовательности и неупорядоченности: участки фосфорилирования и мотивы связывания СаМ

Известны два случая, когда качество предсказания наличия в белках коротких характеристических мотивов было улучшено за счет учета информации о неупорядоченности, точнее, о участках фосфорилирования и связывания кальмодулина (СаМВТ). В ходе сравнения экспериментально определенных участков фосфорилирования с потенциальными участками, которые обычно не фосфорилированы (по Ser, Thr или Туг), Дункер и его коллеги (Iakoucheva et al. 2004) установили, что области вблизи участков фосфорилирования характеризуются высоким содержанием аминокислотных остатков, способствующих появлению неупорядоченности структуры, и бедны аминокислотными остатками, наличие которых способствует упорядоченности (Dunker et al. 2001). Сочетая наборы положительных примеров и соответствующих отрицательных примеров с учетом локальной неупорядоченности, можно создать метод прогнозирования участков фосфорилирования. Алгоритм DISPHOS (disorder-enhanced phosphorylation predictor) характеризуется повышенной точностью прогнозов по сравнению с другими алгоритмами предсказания участков фосфорилирования, такими как Net Phos (Blom et al. 1999) и Scansite (Obenauer et al. 2003).

Другой хорошо изученный пример - взаимодействие кальмодулина (СаМ) с его молекулами-мишенями, которое предполагает значительную гибкость со стороны обеих взаимодействующих молекул. Известно, что СаМ обычно обволакивает молекулу-мишень (СаМВТ) - спиральный пептид длиной около 20 аминокислотных остатков (Ikuraand Ames 2006). В ходе всестороннего анализа было отмечено, что для распознавания СаМ необходимо наличие неупорядоченности у молекулы-партнера (Radivojac et al. 2006). Так, СаМ-зависимые Ферменты часто активируются при частичном протеолитическом переваривании (например, кальциневрин (Manalan and Klee 1983) или фосфодиэстераза циклических нуклеотидов (Tucker et al. 1981)), что предполагает локальную неупорядоченность в участках связывания. Учет информации о неупорядоченность использовался для разработки метода прогнозирования СаМВТ с повышенной производительностью (Radivojac et al. 2006).