Консервативная замена

Обмен между сходными аминокислотами белка

Консервативная замена ( также называемая консервативной мутацией , консервативной заменой или гомологичной заменой ) — это замена аминокислоты в белке, которая изменяет данную аминокислоту на другую аминокислоту со схожими биохимическими свойствами (например, зарядом , гидрофобностью и размером ). ^[1]^[2]

Напротив, радикальная замена , или радикальная замена , представляет собой замену аминокислоты, при которой исходная аминокислота заменяется конечной аминокислотой с другими физико-химическими свойствами. ^[1]

Описание

Существует 20 природных аминокислот, однако некоторые из них имеют схожие характеристики. Например, лейцин и изолейцин оба являются алифатическими , разветвленными гидрофобами . Аналогично, аспарагиновая кислота и глутаминовая кислота являются небольшими, отрицательно заряженными остатками.

Хотя существует множество способов классификации аминокислот, их часто подразделяют на шесть основных классов на основе их структуры и общих химических характеристик их боковых цепей (R-групп).

Сорт	Аминокислоты	1-буквенный код
Алифатический	Глицин , Аланин , Валин , Лейцин , Изолейцин	Г, А, В, Л, И
Содержащие гидроксил или серу / селен	Серин , Цистеин , Селеноцистеин , Треонин , Метионин	С, К, У, Т, М
Циклический	Пролин	П
Ароматный	Фенилаланин , Тирозин , Триптофан	Ф, Ю, В
Базовый	Гистидин , Лизин , Аргинин	Н, К, Р
Кислотные и их амиды	Аспартат , Глутамат , Аспарагин , Глутамин	Д, Э, Н, К

Физико-химические расстояния направлены на количественную оценку внутриклассового и межклассового различия между аминокислотами на основе их измеримых свойств, и в литературе было предложено много таких мер. ^[4] Благодаря своей простоте, две из наиболее часто используемых мер - это меры Грэнтема (1974) ^[5] и Мияты и др. (1979). ^[6] Таким образом, консервативная замена - это обмен между двумя аминокислотами, разделенными небольшим физико-химическим расстоянием. Наоборот, радикальная замена - это обмен между двумя аминокислотами, разделенными большим физико-химическим расстоянием. ^[4]

Влияние на функцию

Консервативные замены в белках часто оказывают лучшее влияние на функцию, чем неконсервативные замены. Сниженное влияние консервативных замен на функцию можно также наблюдать в появлении различных замен в природе. Неконсервативные замены между белками с гораздо большей вероятностью будут удалены естественным отбором из-за их пагубных эффектов.

Смотрите также

Ссылки

^ ab Zhang, Jianzhi (2000-01-01). "Скорость консервативных и радикальных несинонимичных замен нуклеотидов в ядерных генах млекопитающих". Journal of Molecular Evolution . 50 (1): 56– 68. Bibcode :2000JMolE..50...56Z. CiteSeerX 10.1.1.584.896 . doi :10.1007/s002399910007. ISSN 0022-2844. PMID 10654260. S2CID 15248867.
^ Даган, Тал; Талмор, Яэль; Граур, Дэн (2002-07-01). «Соотношения замены радикальных и консервативных аминокислот зависят от мутационных и композиционных факторов и могут не указывать на положительный дарвиновский отбор». Молекулярная биология и эволюция . 19 (7): 1022– 1025. doi :10.1093/oxfordjournals.molbev.a004161. ISSN 0737-4038. PMID 12082122.
^ "Clustal FAQ #Symbols". Clustal . Архивировано из оригинала 24 октября 2016 года . Получено 8 декабря 2014 года .
^ ab Graur, Dan (3 августа 2015 г.). «Радикальные и консервативные замены аминокислот». Судья Старлинг . Получено 11.03.2018 .
^ Грэнтем, Р. (1974-09-06). «Формула аминокислотного различия, помогающая объяснить эволюцию белка». Science . 185 (4154): 862– 864. Bibcode :1974Sci...185..862G. doi :10.1126/science.185.4154.862. ISSN 0036-8075. PMID 4843792. S2CID 35388307.
^ Мията, Такаши; Миядзава, Сандзо; Ясунага, Теруо (1979-03-01). «Два типа аминокислотных замен в эволюции белков». Журнал молекулярной эволюции . 12 (3): 219– 236. Bibcode : 1979JMolE..12..219M. doi : 10.1007/BF01732340. ISSN 1432-1432. PMID 439147. S2CID 20978738.

[Zhang2000-1] Zhang, Jianzhi (2000-01-01). "Скорость консервативных и радикальных несинонимичных замен нуклеотидов в ядерных генах млекопитающих". Journal of Molecular Evolution . 50 (1): 56– 68. Bibcode :2000JMolE..50...56Z. CiteSeerX 10.1.1.584.896 . doi :10.1007/s002399910007. ISSN 0022-2844. PMID 10654260. S2CID 15248867.

[2] Даган, Тал; Талмор, Яэль; Граур, Дэн (2002-07-01). «Соотношения замены радикальных и консервативных аминокислот зависят от мутационных и композиционных факторов и могут не указывать на положительный дарвиновский отбор». Молекулярная биология и эволюция . 19 (7): 1022– 1025. doi :10.1093/oxfordjournals.molbev.a004161. ISSN 0737-4038. PMID 12082122.

[3] "Clustal FAQ #Symbols". Clustal . Архивировано из оригинала 24 октября 2016 года . Получено 8 декабря 2014 года .

[Graur2015-4] Graur, Dan (3 августа 2015 г.). «Радикальные и консервативные замены аминокислот». Судья Старлинг . Получено 11.03.2018 .

[Grantham1974-5] Грэнтем, Р. (1974-09-06). «Формула аминокислотного различия, помогающая объяснить эволюцию белка». Science . 185 (4154): 862– 864. Bibcode :1974Sci...185..862G. doi :10.1126/science.185.4154.862. ISSN 0036-8075. PMID 4843792. S2CID 35388307.

[Miyata1979-6] Мията, Такаши; Миядзава, Сандзо; Ясунага, Теруо (1979-03-01). «Два типа аминокислотных замен в эволюции белков». Журнал молекулярной эволюции . 12 (3): 219– 236. Bibcode : 1979JMolE..12..219M. doi : 10.1007/BF01732340. ISSN 1432-1432. PMID 439147. S2CID 20978738.