Межбелковые взаимодействия трофобластспецифического бета1-гликопротеина и IgG. Методы биоинформатики

Трофобластический бета-глобулин
Трофобластический бета-глобулин (ТБГ) был выделен наряду с другими белками беременности более 40 лет тому назад. Наибольшее значение в качестве онкомаркера ТБГ имеет в диагностике трофобластической болезни (пузырного заноса), в акушерской практике – как раннего маркера беременности.
В отечественной и зарубежной литературе данный белок фигурирует под несколькими названиями:
трофобластический бета-глобулин,
трофобласт-специфический бета-глобулин,
трофобластический бета-гликопротеин,
трофобласт-специфический бета-гликопротеид
beta-Globulin, Trophoblastic;
pregnancy Protein, SP1;
pregnancy Associated Plasma Protein C;
pregnancy Associated Plasma Protein B;
CD66f (Cluster of Differentiation 66f)
PSBG 1;
PAPPB (http://pro-analizy.ru/trofoblasticheskij-beta-globulin-tbg/)

ТБГ и IgG могут взаимодействовать
Ранее при определении подвижности нативного сывороточного ТБГ в ПААГ была выявлена его неоднородность: выявлялся как быстрый (в зоне трансферрина), так и медленный (в зоне гамма-глобулинов) компоненты (Никулина Д. М., 1977). Неоднородность подвижности ТБГ может быть обусловлена его межмолекулярными взаимодействиями с IgG, которые могут быть объяснены тем, что ТБГ выполняет иммуносупрессивную функцию. Следовательно, межмолекулярные белок-белковые взаимодействия ТБГ и IgG могут быть физиологически важными и нуждаются в дополнительном изучении. В возникновении таких взаимодействий особую роль играют гидрофобные силы.

Цель
Цель: изучить обусловленность межмолекулярных взаимодействий ТБГ и IgG наличием на поверхности их структур идентичных кластеров гидрофобных радикалов, которые посредством Ван-дер-Ваальсовых сил реализуют эти взаимодействия.

Методы
Методы:
Из базы данных белковых последовательностей Uniprot (http://www.uniprot.org/ ) была взята аминокислотная последовательность ТБГ ( трофобластический бета-глобулин, PSBG 1, pregnancy-specific beta-1-glycoprotein), состоящая из 419 аминокислотных остатков и последовательность IgG(1352 аминокислоты). Затем на сервере I-Phyre ( http://www.sbg.bio.ic.ac.uk/phyre2/html/page.cgi?id=index ) была получена пространственная структура ТБГ. Пространственная структура IgG, полученная с помощью рентгеноструктурного анализа, была взята из базы данных белковых структур PDB (http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do )
Визуализация и сравнительный анализ белковых последовательностей и структур был проведен с помощью программ Swiss PDB Viewer ( http://spdbv.vital-it.ch/ ) и Yasara( http://www.yasara.org/ ).

Результаты
Модели ТБГ

В ТБГ имеются высококонсервативные участки(указаны стрелками)

Детекция кармана-углубления белковой молекулы, где может находиться активный центр

Мутационная чувствительность-обнаружен участок, который наиболее вариабелен и постоянно изменяется

Сравнение аминокислотных последовательностей ТБГ и IgG
Затем был проведен сравнительный анализ аминокислотных последовательностей данных белков на предмет наличия в них гидрофобных аминокислот. В последовательности IgG имеется 476 амк, из них 230 неполярных(48%). В последовательности ТБГ имеется 419 аминокислот, из них 196 неполярных(47%).
В аминокислотных последовательностях изучаемых белков имеются гидрофобные кластеры аминокислот, сгруппированные по 2 и более гидрофобных аминокислоты. В белке IgG содержится 51 кластер (по 2 амк-32 кластера, по 3 амк-8, по 4 амк-2, по 5 амк-2, по 6 амк-3, по 7 амк-2, по 8 амк-1, по 10 амк-1). В белке ТБГ содержится 42 кластера( по 2 амк-24 кластера, по 3 амк-12 кластеров, по 4 амк-3 кластера, по 5 амк-2 кластера, по 6 амк-1).

Выводы
Выводы:
Экспериментальные данные и данные in silico могут означать, что некоторые из гидрофобных аминокислот расположены на поверхности белков и могут обуславливать их межмолекулярные взаимодействия.