Vannak fizikai korlátai annak, hogy melyik aminósav melyik után következhet, vagy ha lényeges eltérést találunka gyakoriságban, az csak azért van, mert evolúciósan így alakult?

"Vannak fizikai korlátai annak, hogy melyik aminósav melyik után következhet"

Nincs ilyen korlát. Az aminosav szekvenciát egyértelműen meghatározza a nukleinsavak bázissorrendje: bármely aminosav követhet bármely aminosavat.

A gyakoriságban nyilván lesznek eltérések, nade igazából nem is gondoljuk azt, hogy a páronkénti előfordulásnak meg kellene egyezniük. Rendezetlen részeken valószínűleg gyakrabban vannak poáris aminosavak poláris mellett, a hidrofób magot alkotó szekvenciák között apoláris-apoláris párokat találunk inkább. Ez a 'bias' eltolja az eloszlást az egyenletestől. De meg kell nézni.... Szerintem kb. 2o sor egy ilyen script-et megírni... arra kell figyelni, hogy az aminosavak gyakoriságával le kell normálni az eloszlát.

" éppenhogy nem ez volt a kérdés"

Akkor tanulj meg rendesen kérezni, mert iszonyatosan béna kérdéseket teszel fel. Hülye kérdésre, hülye válasz.

No most, ha azt kérdezed, hogy lehet -e bármilyen aminosavhoz peptidkötéssel bármilyen másikat kapcsolni, akkor a válasz igen, elméletileg bármelyik aminosav mellett bármelyik másik állhat, nem nagyon tudunk ennek fizikai korlátairól.

Ha azt kérdezed, hogy egy létező, egy élőlény genomjában kódolt fehérjében az aminosavak véletlenszerűen oszlanak -e el, a válasz nyilván nem, mivel a messenger RNS templát alapján készülő fehérje általában csinál valamit, így nyilván kötött az aminosavszekvenciája. Mondjuk ha fogsz egy E. coli baktériumot, és tejcukrot, mint egyedüli szénforrást tartalmazó táptalajra teszed, akkor egy enzimmel neki emészthető cukrokra bontja a tejcukrot. Nyilván ez a dolog addig működik, amíg működik a béta-galaktozidáz enzim, ezen a táptalajon minden olyan béta-galaktozidáz mutáns életképes, amelyik még képes elbontani a tejcukrot. Nyilván ez már a lehetséges csillagászati számú különböző fehérje (a béta-galaktozidáz 1024 aminosavból áll, nyilván ha mindegyik helyen bármilyen aminosav lehet, akkor 20^1024 számú, pont ilyen hosszú fehérje lehetséges matematikailag) egy töredéke lesz csak. Az összes többi elméletileg lehetséges lenne, csak éppen ezen a táptalajon éhenhal, így nem fogod őket látni, ezt hívják természetes szelekciónak. Ha nagyon sok ilyen mutánst megnézel, amelyik működő enzimet kódol, rá fogsz jönni, hogy vannak a fehérjében aminosavak, amik nem fontosak a működéshez, ezek helyén bármi állhat és vannak aminosavak, amik mindenképpen szükségesek a működéshez, ha ezek megváltoznak, nem működik tovább az enzim.

Ha ugyanezt a baktériumot csak szőlőcukrot tartalmazó táptalajra teszed, nyilván nem kell neki tejcukrot bontani, a béta-galaktozidáz minden olyan mutánsa életképes, amelyik nem öli meg a sejtet valahogyan, ilyen körülmények között már nyilván sokkal több különböző változatát képes megtermelni a sejt ugyanennek a fehérjének, mivel nem kell neki tejcukrot bontani, ez a kényszerfeltétel nem számít. Nyilván itt sem lehetséges, hogy minden elméletileg elképzelhető 1024 aminosav hosszúságú fehérjét megtermeljen egy-egy sejt, azért, mert lesznek olyan fehérjék, amik bezavarnak valamilyen másik folyamatba, így megölik a sejtet, nyilván ezek az egyedek elpusztulnak.

Magyarul elméletileg bármilyen polipeptidet össze lehet állítani, a gyakorlatban nyilván nem fogsz minddel találkozni.

Na, csak mert ráértem délután elkészítettem azt a kis programocskát, ami összehasonlítja az egyes dipeptidek előfordulását a természetes fehérjeszekvenciákban. Nyilván itt egy 2D mártixot kapunk, ahol azt látjuk, hogy x aminosav után y aminosav mennyire alul vagy felülreprezentált y aminosav általános gyakoriságához képest. Minél zöldebb egy spot, annál gyakoribb az adott aminosav az x aminosav után. Azt lehet mondani, hogy nincs különösebben meglepő eredmény, a dipeptidek eloszlása viszonylag egyenletes, azaz a legalulreprezentáltabb pozíció másfélszer ritkább, a legfelülreprezentáltabb másfélszer gyakoribb az egyenletes eloszlásból számoltnál.

Itt a grafikon:

[link]

Mi látszik:

1) A mátrixknak erős a főátlója. Ennek az lehet az oka talán, hogy könnyen duplikálódhat aminosav, ami nem okoz nagy problémát, mivel azonos helyen egy másik azonos tulajdonságú aminosav nincs nagyon útban.

2) A mátrix nem szimmetrikus a főátlóra. xy és yx dipeptidex preferenciája nem ugyanakkora. Ez picit meglepő lehet első látásra, de valójában nem az. pl. a GP és PG párok között nagy különbség van, amit a béta turn-ök dúsító hatása okozhat.

3) Érdemes megfigyelni az alul és felülreprezentált aminosavpárok előfordulását, számos érdekes fehérszerkezeti alapvetés rajzolódik ki belőle: WF - aromás clusterek, KK, EE, KE elektroszatikus interakciókban, főleg a hélix stabilizálás. De az alulreprezentáltak is érdekesek: az aromás és savas oldalláncok nem szeretik egymást! És általában elmondható, hogy hidrofóbok szeretik a hidrofóbokat, hidrofilek viszont. Érdekes látni, hogy a KY és RY gyakori, míg a YR és YK nem, ez egy érdekes páros, ami a pi-kation interakciót sejteti. Érdekes, hogy más aromásnál ezt nem lehet látni... Ennek biztosan az az oka, hogy ezek a Y hidrofil, és nem kell nagy szekvenciális távolság a kedvező interakcióhoz. Érdemes megnézni, hogy a P, mint hélixtörő aminosav a hélixkedvelő aminosavakkal alkotott dipeptidjei alulreprezentáltak.

A teszthez felhasznált fehérjeszett kb. 55oo fehérjeszekvenciát tartalmazott (emlős 5o% similarity filtered, referencia szett), amiből olyan két és félmillió dipeptidet szedtem ki az analízishez.