Введение 4
Цель и задачи 5
1. Обзор литературы 6
1.1. История изучения амилоидов 6
1.2. Понятие амилоидов и общая характеристика 9
1.3. Классификация амилоидов и их биологическая роль 10
1.3.1. Патологические амилоиды 11
1.3.2. Функциональные амилоиды 15
1.4. Белки пуклеопорипы 21
1.4.1. История открытия и описания ядерпо-порового комплекса 21
1.4.2. Структурные особенности ядерпой поры и её функции 21
1.4.3. Транспорт через ядерпую пору 26
1.4.4. Барьерная функция ядерпо-порового комплекса и значение FG-повторов 28
1.4.5. Структурные особенности белка Xspl и XuplOO 30
1.4.6. Амилоидные свойства Xspl 32
1.4.7. Амилоидные и приопоподобпые свойства XuplOO 34
1.5. Биоипформатические методы анализа амилоидогеппых свойств 36
1.5.1. Общие принципы 36
1.5.2. Краткое описание современных методов биоипформатического предсказания потенциально амилоидогеппых белков 37
2. Материалы и методы 42
2.1. Материалы 42
2.1.1. Поиск ортологов пукелопорипов дрожжей S.cerevisiae 42
2.1.2. Таксономическое положение видов по базе данных XCBI 44
2.2. Построение выравниваний для предварительной проверки последовательностей для всех ортологов 44
2.3. Анализ амилоидогеппости с помощью программы ArchCandy 45
2.4. Список использованных пакетов R 45
2.5. Оценка долей потенциальных амилоидов среди наборов ортологов 46
2.6. Поиск потенциальных консервативных амилоидогеппых участков, не входящих в структурные домены 47
2.6.1. Получение подвыборок набора ортологов и их последующее выравнивание 47
2.6.2. Анализ выравнивания белковых последовательностей 47
2.6.3. Картирование участков с известной структурой в выравнивании 48
3. Результаты и обсуждение 49
3.1. Проверка набора ортологов пуклеопорипов 49
3.2. Анализ амилоидогеппости последовательностей набора ортологов пуклеопорипов 49
3.3. Поиск участков с консервативными амилоидными свойствами 53
3.3.1. Подсчет параметров амилоидогеппости, консервативности и аминокислотного состава 53
3.3.2. Поиск участков с консервативными амилоидными свойствами 54
4. Выводы 62
Список литературы 63
Приложение А. Приложения 76
На сегодняшний день актуально исследование патологических и функциональных амилоидов. И список последних значительно увеличился за последнее десятилетие. Функциональные амилоиды показаны как для прокариотических организмов (курлины Escherichia coli (CsgA-CsgB); чаплины Streptomyces coelicolor (ChpA-H) и др.), так и для эукариот (Pmell7, RIP1 и RIP3, семеноглеин Homo sapiense; Orb2 Drosophila melanogaster; СРЕВ Aplysia californica и др.). Например, функциональный амилоид Рте117 участвует в накоплении специального пигмента меланина с образованием меланосом в клетках меланоцитах, что обеспечивает как защитную функцию человека и других млекопитающих от солнечных лучей, так и формирование окраса. Также структурные белки шелка шелкопряда спидроин и фиброин, помимо своего функционального значения в природе, сейчас приобрели практическое применение во многих биомедицинских и промышленных направлениях. Любопытно и то, что среди функциональных амилоидов есть те, которые у разных организмов за счет своей амилоидной природы выполняют сходные функции. К последним относится, например, белок СРЕВ моллюска A. californica и ортологичный ему белок Orb2 D. melanogaster: данный белок участвует в процессе так называемой консолидации памяти, то есть трансляции её из кратковременной в долговременную. Последнее свидетельствует о консервативности амилоидных свойств среди далеких друг от друга таксономических групп. Примечательно, что для таких важных белков, как нуклеопоринов, являющихся структурным компонентом ядерных поровых комплексов, также были показаны амилоидные свойства. Продемонстрировано in vitro и in vivo, что дрожжевые белки Nspl и NuplOO способны образовывать амилоидоподобные структуры и агрегаты, и что в их формировании участвуют особые домены данных белков - FG-обогащенные участки. Кроме этого, как было замечено ранее, амилоидные свойства могут быть эволюционно консервативными для одних и тех же белков у разных организмов, поэтому мы заинтересовались, соблюдается ли аналогичное свойство для всех нуклеопоринов среди разных таксономических групп или нет.
1. Большинство пуклеопорипов с FG-повторами являются потенциальными амилоидами согласно биоинформатическим предсказаниям.
2. Нуклеопорины, образующие FG-гидрогель внутри ядерной поры, обладают участками с консервативными амилоидогенными свойствами.
