Свойства триптофановой флюоресценции двух форм тирозил-тРНК синтетазы из печени быка
Изучены свойства собственной триптофановой флюоресценции двух форм тирозил-тРНК синтетазы из печени быка с Mr 2X59 000 и Mr 2X39 000. В рамках модели дискретных структурно-физических классов триптофанилов в белке определены вклады поверхностных и внутренних остатков триптофана в интегральный спектр...
Gespeichert in:
| Datum: | 1991 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
1991
|
| Schriftenreihe: | Биополимеры и клетка |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/155906 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Свойства триптофановой флюоресценции двух форм тирозил-тРНК синтетазы из печени быка / И.В. Клименко, Т.О. Гуща, А.И. Корнелюк // Биополимеры и клетка. — 1991. — Т. 7, № 6. — С. 83-88. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-155906 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1559062019-06-18T01:30:18Z Свойства триптофановой флюоресценции двух форм тирозил-тРНК синтетазы из печени быка Клименко, И.В. Гуща, Т.О. Корнелюк, А.И. Структура и функции биополимеров Изучены свойства собственной триптофановой флюоресценции двух форм тирозил-тРНК синтетазы из печени быка с Mr 2X59 000 и Mr 2X39 000. В рамках модели дискретных структурно-физических классов триптофанилов в белке определены вклады поверхностных и внутренних остатков триптофана в интегральный спектр флюоресценции тирозил- тРНК синтетазы. Результаты изучения температурной зависимости параметров триптофановой флюоресценции свидетельствуют о том, что при температурах выше 40 °С увеличивается индуцированная температурой подвижность отдельных фрагментов белка, изменяющая полярность микроокружения хромофоров. Анализ температурного тушения флюоресценции фермента в координатах 1/q(T) и 1/q(Т/η) показал, что подвижность синтетазы в растворе регулируется диффузионными характеристиками растворителя, причем это справедливо как для поверхностных, так и для внутренних участков белка. Вивчено властивості власної триптофанової флюоресценції двох форм тирозил-тРНК синтетази із печінки бика, що мають молекулярну масу Mr 2X59 000 та 2X39 000. У рамках моделі дискретних структурно-фізичних класів триптофанілів у білку визначено вклади поверхневих та внутрішніх залишків триптофану в інтегральний спектр флюоресценції тирозил-тРНК синтетази. Результати вивчення температурної залежності параметрів триптофанової флюоресценції свідчать про те, що при температурах вище 40 °С збільшується індукована температурою рухомість окремих фрагментів білка, яка змінює полярність мікрооточення хромофорів. Аналіз температурного гасіння флюоресценції ферменту в координатах 1 /q(T) і 1/q(Tη) з'ясував, що рухомість синтетази в розчині регулюється дифузними характеристиками розчинника, причому це справедливо як для поверхневих, так и для внутрішніх ділянок білка. The properties of intrinsic tryptophan fluorescence of two forms (molecular weight 2X 59 000 and 2X39 000) of tyrosyl-tRNA synthetase from bovine liver have been studied. The contributions of exposed and internal tryptophan residues into fluorescence spectrum of tyrosyl-tRNA synthetase have been determined in terms of the model of discrete structure-physical classes of tryptophanyls in the proteins. The temperature dependence of parameters of tryptophan fluorescence testified that temperature-induced mobility of separate protein fragments increased in temperature range from 40 °C to 75 °C. Analysis of temperature quenching of enzyme fluorescence in co-ordinate of the 1/q(T) and 1/q(T/η) indicated that the mobility of synthetase in the solution was regulated by diffusion characteristics of the solvent. It is true both for surface and for internal parts of protein. 1991 Article Свойства триптофановой флюоресценции двух форм тирозил-тРНК синтетазы из печени быка / И.В. Клименко, Т.О. Гуща, А.И. Корнелюк // Биополимеры и клетка. — 1991. — Т. 7, № 6. — С. 83-88. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0233-7657 DOI: http://dx.doi.org/10.7124/bc.000303 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/155906 577.152.611 ru Биополимеры и клетка Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Структура и функции биополимеров Структура и функции биополимеров |
| spellingShingle |
Структура и функции биополимеров Структура и функции биополимеров Клименко, И.В. Гуща, Т.О. Корнелюк, А.И. Свойства триптофановой флюоресценции двух форм тирозил-тРНК синтетазы из печени быка Биополимеры и клетка |
| description |
Изучены свойства собственной триптофановой флюоресценции двух форм тирозил-тРНК синтетазы из печени быка с Mr 2X59 000 и Mr 2X39 000. В рамках модели дискретных структурно-физических классов триптофанилов в белке определены вклады поверхностных и внутренних остатков триптофана в интегральный спектр флюоресценции тирозил- тРНК синтетазы. Результаты изучения температурной зависимости параметров триптофановой флюоресценции свидетельствуют о том, что при температурах выше 40 °С увеличивается индуцированная температурой подвижность отдельных фрагментов белка, изменяющая полярность микроокружения хромофоров. Анализ температурного тушения флюоресценции фермента в координатах 1/q(T) и 1/q(Т/η) показал, что подвижность синтетазы в растворе регулируется диффузионными характеристиками растворителя, причем это справедливо как для поверхностных, так и для внутренних участков белка. |
| format |
Article |
| author |
Клименко, И.В. Гуща, Т.О. Корнелюк, А.И. |
| author_facet |
Клименко, И.В. Гуща, Т.О. Корнелюк, А.И. |
| author_sort |
Клименко, И.В. |
| title |
Свойства триптофановой флюоресценции двух форм тирозил-тРНК синтетазы из печени быка |
| title_short |
Свойства триптофановой флюоресценции двух форм тирозил-тРНК синтетазы из печени быка |
| title_full |
Свойства триптофановой флюоресценции двух форм тирозил-тРНК синтетазы из печени быка |
| title_fullStr |
Свойства триптофановой флюоресценции двух форм тирозил-тРНК синтетазы из печени быка |
| title_full_unstemmed |
Свойства триптофановой флюоресценции двух форм тирозил-тРНК синтетазы из печени быка |
| title_sort |
свойства триптофановой флюоресценции двух форм тирозил-трнк синтетазы из печени быка |
| publisher |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| publishDate |
1991 |
| topic_facet |
Структура и функции биополимеров |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/155906 |
| citation_txt |
Свойства триптофановой флюоресценции двух форм тирозил-тРНК синтетазы из печени быка / И.В. Клименко, Т.О. Гуща, А.И. Корнелюк // Биополимеры и клетка. — 1991. — Т. 7, № 6. — С. 83-88. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| series |
Биополимеры и клетка |
| work_keys_str_mv |
AT klimenkoiv svojstvatriptofanovojflûorescenciidvuhformtiroziltrnksintetazyizpečenibyka AT guŝato svojstvatriptofanovojflûorescenciidvuhformtiroziltrnksintetazyizpečenibyka AT kornelûkai svojstvatriptofanovojflûorescenciidvuhformtiroziltrnksintetazyizpečenibyka |
| first_indexed |
2025-07-14T08:07:15Z |
| last_indexed |
2025-07-14T08:07:15Z |
| _version_ |
1837608925588881408 |
| fulltext |
УДК 577.152.611
И. В. Клименко, Т. О. Гуща, А. И. Корнелюк
СВОЙСТВА ТРИПТОФАНОВОЙ ФЛЮОРЕСЦЕНЦИИ
ДВУХ ФОРМ ТИРОЗИЛ-тРНК СИНТЕТАЗЫ
ИЗ ПЕЧЕНИ БЫКА
Изучены свойства собственной триптофановой флюоресценции двух форм тирозил-тРНК
синтетазы из печени быка с Mr 2X59 000 и Mr 2X39 000. В рамках модели дискретных
структурно-физических классов триптофанилов в белке определены вклады поверхност-
ных и внутренних остатков триптофана в интегральный спектр флюоресценции тирозил-
тРНК синтетазы. Результаты изучения температурной зависимости параметров трип-
тофановой флюоресценции свидетельствуют о том, что при температурах выше 40 °С
увеличивается индуцированная температурой подвижность отдельных фрагментов бел-
ка, изменяющая полярность микроокружения хромофоров. Анализ температурного ту-
шения флюоресценции фермента в координатах Ifq(T) и 1/я(Т/ц) показал, что под-
вижность синтетазы в растворе регулируется диффузионными характеристиками раство-
рителя, причем это справедливо как для поверхностных, так и для внутренних участ-
ков белка. I
Введение. Аминоацил-тРНК синтетазы (КФ 6.1.1) катализируют об-
разование аминоацил-тРНК на дорибосомном этапе биосинтеза белка
[1]. Высокоспецифичный процесс узнавания аминоацил-тРНК синте-
тазами гомологичных тРНК является двустадийным процессом, пер-
вая стадия которого — рекомбинация фермента и тРНК, вторая — вза-
имная структурная подстройка синтетазы и гомологичной тРНК [1].
Тирозил-тРНК синтетаза из печени быка, выделенная нами ранее
[2], представляет собой структурный и функциональный димер аг-типа
с молекулярной массой [Mr) 2 x 5 9 ООО. Наряду с основной формой
нами также выделена и изучена функционально активная форма тиро-
зил-тРНК синтетазы с меньшей Mr — 2X39 000. В данной работе изу-
чены свойства собственной триптофановой флюоресценции этих двух
форм тирозил-тРНК синтетазы. Как известно, триптофановые остатки
белков являются удобными «репортерными» группами для изучения
структуры и конформационных изменений белка в растворе [3].
Материалы и методы. Для исследования использовали препараты
бычьей тирозил-тРНК синтетазы, полученные методом, описанным ра-
нее [2]. Форму фермента с Mr 2X59 ООО выделяли в присутствии двух
ингибиторов протеаз: диизопропилфторфосфата (ДФФ) и фенилметил-
сульфонилфторида (ФМСФ), а форму фермента с Mr 2X39 000 — при
использовании только одного ингибитора протеаз ФМСФ. Препараты
белков были гомогенными (не менее 92 %) по данным гель-электро-
фореза в полиакриламидном геле в присутствии с 0,1 %-ного DS-Na
по методу Леммли [4].
Спектры флюоресценции, скорректированные на спектральную чув-
ствительность прибора, регистрировали на серийном спектрофлюори-
метре Hitachi Model 850 (Япония). Коррекцию спектров осуществляли
путем умножения интенсивностей флюоресценции, измеренных через
интервал длин волн 5 нм, на соответствующие корректирующие факто-
ры для данных длин волн. В исправленных спектрах флюоресценции
величины интенсивностей были пропорциональными числу фотонов, ис-
пускаемых за единицу времени в единичном интервале длин волн. Ин-
тенсивность флюоресценции измеряли в термостатируемой прямоуголь-
ной кварцевой кювете сечением 0,5x0,5 см; температуру — с помощью
хромель-алюмелевой термопары с точностью ±0,2 °С.
Флюоресценцию возбуждали излучением ксеноновой лампы мощ-
ностью 150 Вт. Ширина щели на монохроматорах возбуждения и реги-
страции 5 нм. Точность определения длины волны ± 1 нм.
Абсолютные значения квантовых выходов флюоресценции опреде-
ляли сравнительным методом [5], вычисляя площади под спектрами
флюоресценции белка и триптофана при данной длине волны возбуж-
© И. в . КЛИМЕНКО, Т. О. ГУЩА, А. И. КОРНЕЛЮК, 1991
ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1991. Т. 7. № б 6 * 83
дения. Согласно данным Бурштейна [3], квантовый выход флюорес-
ценции триптофана в нейтральных водных растворах при 20 °С равен
0,23. Для расчета абсолютных значений квантового выхода белка (q)
была использована формула, предложенная Вернером и Ферстером
[6]. Точность определения величин q составила ± 1 0 %.
Величину эффективности переноса энергии возбуждения между ос-
татками тирозина и триптофана в белке (у) рассчитывали по формуле,
предложенной Тилом и Вебером [7].
Рис. 1. Спектры флюоресценции двух форм тирозил-тРНК синтетазы из печени быка
с Mr 2X59 000 (Jt 2) и 2X39 000 (3, 4)\ λ6Χ = 280 (Jf 3) и 296 нм (2, 4); 5 — р а з -
ностный спектр (1—4) тирозиновой флюоресценции
Рис. 2. Калибровочный график для определения количества остатков триптофана (за-
висимость интенсивности флюоресценции от концентрации триптофана в растворе ти-
розил-тРНК синтетазы в 6 M растворе гуанидинхлорида); Яех = 296 нм, X m a x = 350 нм,
T=20 °С; 1 — Mr 2X59 000; 2 — 2X39 000
Определение количества триптофановых остатков в белке проводи-
ли по методике Пажо [8] с помощью уравнения
где 1,11 — эмпирический коэффициент; с — концентрация белка; b —
величина отрезка, отсекаехмого по оси абсцисс калибровочной кривой
зависимости интенсивности флюоресценции раствора белка, денатури-
рованного 6 M раствором гуанидинхлорида, с добавлением микроколи-
честв концентрированного раствора ^-триптофана.
Спектры поглощения измеряли на серийном спектрофотометре Shi-
madzu MPS 2000 (Япония). Оптическая плотность растворов при дли-
не волны 296 нм не превышала 0,05, при этом концентрация белка со-
ставляла 0,15—0,20 мг/мл.
В работе использовали L-триптофан («Ajinomoto», Япония) и гуа-
нидинхлорид («Serva», ФРГ).
Результаты и обсуждение. На рис. 1 представлены спектры флюо-
ресценции двух форм тирозил-тРНК синтетазы из печени быка при
температуре 20 °С и длине волны возбуждения 280 и 296 нм. Различие
спектров, возбуждаемых при 280 и 296 нм, обусловлено вкладом тиро-
зиновой флюоресценции при возбуждении 280 нм. Спектр тирозиновой
флюоресценции, полученный при вычитании нормированных при 380 нм
спектров, возбуждаемых при 280 и 296 нм, имеет максимум при 314=+=
=Ь 1 нм, а вклад тирозиновой флюоресценции в общий спектр излучения
белка составляет 5 %. Характеристика собственной флюоресценции ти-
розил-тРНК синтетазы приведена в таблице.
84 ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1991. Т. 7. № б 6* 84
Результаты определения количества триптофановых остатков в
двух формах фермента, представленные на рис. 2, свидетельствуют о
том, что в форме фермента, имеющей Mr 2x59 000, N = 5,6+0,9, а в
форме синтетазы с Mr 2X39 ООО N=3,3+0,9 .
Для выяснения локализации триптофановых остатков в молекуле
тирозил-тРНК синтетазы использована модель дискретных структурно-
физических классов триптофанилов в белке, предложенная Бурштей-
ном [3]. Анализ положения максимума и ширины спектров триптофа-
новой флюоресценции обеих форм
фермента показал, что в спектре XmapHM
триптофановой флюоресценции обе-
их форм тирозил-тРНК синтетазы
присутствуют компоненты трех ба-
Рис. 3. Зависимость положения максимума
(.1, 2) и квантового выхода флюоресценции
(3, 4) тирозил-тРНК синтетазы из печени
быка от температуры; Яех = 29б нм; It 3 —
Mr 2X59 000; 2, 4 — 2X39 000
0,2
зисных классов, рассматриваемых в модели дискретных состояний [9]-
Данные анализа представлены в таблице.
Из разложения следует, что для формы фермента, имеющей Mr
2 x 5 9 000, поверхностные остатки триптофана (классы II и III) дают
вклад около 68 % в интегральный спектр, тогда как внутренние трип-
тофанилы определяют приблизительно 32 % общей флюоресценции.
Для функционально активной формы синтетазы (Mr 2x39 000) вклад
поверхностных остатков триптофана снижается до 48 %, а внутрен-
них — увеличивается до 53 % от общего излучения белка.
Результаты измерения температурных зависимостей параметров
собственной флюоресценции тирозил-тРНК синтетазы приведены на
рис. 3, 4. L
Как видно из рис. 3, при повышении температуры до 40 °С положе-
ние максимума спектра флюоресценции фермента не изменяется, а при
дальнейшем росте температуры сдвигается в длинноволновую область
и достигает 347=4= 1 нм для формы фермента с Mr 2X59 000 и 345±1 нм
для формы синтетазы с Mr 2X39 000. Смещение максимума спектра
Параметры собственной флюоресценции двух форм тирозил-тРНК синтетазы
из печени быка при T = 20 °С и возбуждении флюоресценции на длинах волн 280
и 296 нм
Параметр
ΛίΓ2χ59 000 ΛίΓ2χ39 000
Параметр λ€χ—280 HM Х е х = 2 9 б нм λ6χ=280 нм I λ 6 Χ = 2 9 6 HM
Положение максимума спектра,
Яшах, HM 335-bl 3 3 8 + 1 3 3 7 ± 1 3 3 7 + 1
Ширина спектра, Δλ, нм 56=1=1 5 5 + 1 59 ± 1 5 7 + 1
Квантовый выход, q 0,235+0,01 0,248+0,01 0,1634=0,01 0,200+0,01
Эффективность переноса энер-
0,235+0,01 0,248+0,01 0,1634=0,01 0,200+0,01
гии триптофан — тирозин, у 0,85d=0,l — 0,59+0,1 —
Положение максимума тирози-
0,59+0,1
новой флюоресценции λπιαχ, HM 3 1 4 + 1 — 3144= 1
Вклад внутренних триптофани-
лов в спектр излучения (класс
І ) , «I — 0 , 3 2 ± 0 , 1 — 0,52+0,1
Вклад поверхностных триптофа-
0,52+0,1
нилов в спектр излучения
(класс II) , а ц — 0,6±0,1 — 0,24+0,1
Вклад поверхностных трипто-
0,24+0,1
фанилов в спектр излучения
(класс II I ) , a m — 0,084=0,1 — 0,24+0,1
84 ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1991. Т. 7. № б 6* 85
флюоресценции свидетельствует о том, что при температурах выше
40 °С увеличиваются индуцированная температурой подвижность от-
дельных частей белковой молекулы и число их степеней свободы, при-
водящие к денатурации белка и изменяющие полярность окружения
триптофановых остатков.
Квантовый выход флюоресценции фермента монотонно уменьша-
ется с увеличением температуры от 20 до 75 °С (см. рис. 3). В этой
области температур для обеих форм тирозил-тРНК синтетазы из пече-
ни быка наблюдается температурное тушение флюоресценции. Анализ
Рис. 5. Зависимость положения
максимума спектра триптофа-
новой флюоресценции тирозил-
тРНК синтетазы из печени быка
от длины волны возбуждающе-
го излучения: a — M r 2X59 000;
6 — 2X39 000; Т — 27 0C
Рис. 4. Температурная зависи-
мость квантового выхода флюо-
ресценции тирозил-тРНК син-
тетазы из печени быка; —
= 296 нм; I-Mr 2X59 000;
2 — 2X39 000
зависимостей квантового выхода флюоресценции фермента от темпера-
туры проводили согласно формуле, предложенной Бурштейном для бел-
ков, содержащих N хромофоров, в работе [3]:
где /Сг/ — суммарная константа скорости независимых от температуры
процессов тушения /-го хромофора; Кц — константы скорости тушаще-
го взаимодействия /-го хромофора і-й группой (все значения констант
в этом выражении приведены к величине константы скорости излуча-
тельного перехода Kf для индольного хромофора Kf = I-IO1 с - 1) .
Анализ данных в координатах \/q{T) и 1/<7(?7η) (Τ, η — темпера-
тура и вязкость растворителя соответственно) представлен на рис. 4.
Линейность этих зависимостей указывает, по-видимому, на то, что по-
движность тирозил-тРНК синтетазы регулируется диффузионными ха-
рактеристиками растворителя, причем это справедливо как для поверх-
ностных, так и для внутренних участков макромолекулы.
Таким образом, кривые температурного тушения флюоресценции
тирозил-тРНК синтетазы отражают температурную зависимость часто-
ты внутримолекулярных столкновений, т. е. температурную зависи-
мость спонтанной и очень быстрой ( /~нс ) подвижности отдельных
группировок в белковой глобуле.
В области температур ( 7 < 4 0 ° С ) исследована зависимость поло-
жения максимума спектра триптофановой флюоресценции фермента от
84 ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1991. Т. 7. № б 6* 86
•длины волны возбуждающего излучения. Сравнение результатов, по-
лученных при возбуждении на длинах волн 304 и 296 нм, показывает,
что небольшие, но хорошо заметные смещения спектров наблюдаются
для обеих форм фермента (для формы с Mr 2x59 000 — 4=Ы нм, для
формы синтетазы с Mr 2x39 000 — 5 + 1 им). Величины длинноволно-
вого сдвига в данном температурном интервале обеих форм тирозил-
тРНК синтетазы были максимальны и практически не зависели от тем-
пературы (рис. 5). Эти данные могут быть объяснены на основе меха-
низма длинноволнового сдвига спектров флюоресценции при краевом
возбуждении [10]. По-видимому, в этом температурном интервале реа-
лизуется случай замедленной дипольной релаксации ( x r ^ ^ f ) окруже-
ния триптофановых остатков, т. е. в течение времени жизни возбуж-
денного состояния хромофора не успевает произойти структурная ори-
ентационная релаксация групп и атомов, окружающих триптофанилы
в синтетазе.
Авторы выражают свою искреннюю признательность Э. А. Бурш-
тейну за критические замечания, сделанные при обсуждении материа-
лов данной статьи.
Р е з ю м е
Вивчено властивості власної триптофанової флюоресценції двох форм тирозил-тРНК
синтетази із печінки бика, що мають молекулярну масу Mr 2X59 000 та 2X39 000.
У рамках моделі дискретних структурно-фізичних класів триптофанілів у білку визначе-
но вклади поверхневих та внутрішніх залишків триптофану в інтегральний спектр флюо-
ресценції тирозил-тРНК синтетази. Результати вивчення температурної залежності
параметрів триптофанової флюоресценції свідчать про те, що при температу-
рах вище 40 °С збільшується індукована температурою рухомість окремих фраг-
ментів білка, яка змінює полярність мікрооточення хромофорів. Аналіз температур-
ного гасіння флюоресценції ферменту в координатах 1 Jq(T) і \Jq(TJ\\) з'ясував, що
рухомість синтетази в розчині регулюється дифузними характеристиками розчинника,
причому це справедливо як для поверхневих, так и для внутрішніх ділянок білка.
Su m m а г у
The properties of intrinsic tryptophan fluorescence of two forms (molecular weight 2 χ
X 5 9 000 and 2X39 000) of tyrosyl-tRNA synthetase from bovine liver have been studied.
The contributions of exposed and internal tryptophan residues into fluorescence spectrum
of tyrosyl-tRNA synthetase have been determined in terms of the model of discrete struc-
ture-physical classes of tryptophanyls in the proteins. The temperature dependence of pa-
rameters of tryptophan fluorescence testified that temperature-induced mobility of sepa-
rate protein f ragments increased in temperature range from 40 °С to 75 °С. Analysis of
temperature quenching of enzyme fluorescence in co-ordinate of the I/q(T) and 1 / q ( T / n )
indicated that the mobility of synthetase in the solution was regulated by diffusion cha-
racteristics of the solvent. It is true both for surface and for internal parts of protein.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Киселев JI. JI., Фаворова О. О., JIaeрик О. И. Биосинтез белков от аминокислот до
аминоацил-тРНК.— М . : Наука, 1984.— 408 с.
2. Корнелюк А. И., Курочкин И. ВМацука Г. X. Тирозил-тРНК-синтетаза из пече-
ни быка. Выделение и физико-химические свойства//Moлекуляр. биология.— 1988.—
22, № 1.—С. 176—186.
3. Бурштейн Э. А. Собственная флуоресценция белков (природа и применение) / /
Итоги науки и техники.— М.: ВИНИТИ, 1977.—243 с. (Сер. биофизика; Т. 7).
4. Laemmli А. К. Cleavage proteins during the assembly of the head of bacteriophage
T4 JJ Nature.— 1970.— 227, N 5259.— P. 680—685.
5. Parker С. ARees W. F. Correction of fluorescence spectra and measurements of fluo-
rescence quantum efficiency / /Analys t .— I960.— 85, N 1013 — P. 567—600
6. Werner Т. CLeslie S. Forster. The fluorescence of tryptophyl peptides / / Photoche-
mistry and Phototiology.— 1976.— 29.— P. 905—914.
7. Teale F. MWeber G. Ultraviolet fluorescence of the aromatic amino acid JJ Biochem
J.— 1957.— 65, N 3,— P. 476—482.
ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1991. Т. 7. № б 6* 87
8. Pajot P. Fluorescence of protein in 6M guanidine hydrochloride. A method for the
quantitative determination of tryptophan / / Eur. J. Biochem.—1976.—63, N 1.—
P. 263—270.
9. Burstein Ε. A., Vedenkina N. S., Ivkova M. N. Fluorescence and the location of tryp-
tophan residues in protein molecules / / Photochemistry and Photobiology.— 1973.—
18, N 2.—P. 263—279.
10. Демченко A. Tl. Люминесценция и динамика структуры белков.— Киев : Наук, дум-
ка, 1988.—278 с.
Ин-т молекуляр. биологии и генетики АН УССР, Киев Получено 10.06.91
УДК 577.112.5.087
И. И. Парилис, Е. Ю. Казанов, Р. С. Салихов,
JI. Я. Юкельсон, Д. X. Хамидов
ПАКЕТ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ
ДЛЯ КЛАССИФИКАЦИИ БЕЛКОВ
ПО ИХ АМИНОКИСЛОТНОМУ СОСТАВУ
И ПЕРВИЧНОЙ СТРУКТУРЕ
В работе предложен метод классификации белков по аминокислотным составам и пер-
вичным структурам на основе нового попарного расстояния. Описан пакет прикладных
программ для реализации этого метода на IBM-совместимой персональной ЭВМ. Вхо-
дящие в пакет программы дают возможность сопоставлять полученные для нового рас-
стояния результаты с традиционными. Приводится достаточный критерий для класси-
фикации белков. !
В настоящее время накоплено большое количество данных о первич-
ных структурах белков и пептидов в различных атласах и банках [1].
Например, в банке PIR (США) более 1,5 миллиона аминокислотных
остатков. Сопоставление этих структур для ориентировочного опреде-
ления функциональной принадлежности белка и восстановления фило-
генетического древа производится обычно по двум типам расстояний:
1) попозиционное сравнение аминокислот (расчет числа различий
в парах гомологично расположенных аминокислотных последователь-
ностей) — расстояние по матрице 0—1;
2) мутационное расстояние (минимальное количество замещений
нуклеотидных остатков в цепи ДНК для замены каждой аминокислоты
на другую в соответствующей позиции белковой молекулы) — рассто-
яние по матрице 0—З [1, 2].
При определении этих расстояний для белков различной длиньг
более короткий приходится искусственно «вытягивать» за счет введе-
ния в определенные позиции делеций, т. е. «разрывать» исходную струк-
туру. Нами было введено новое расстояние, при расчете которого не
приходится «перекраивать» нативную структуру, так как используется
не аминокислотная последовательность, а аминокислотный состав-
сравниваемых белков. Это расстояние, названное «эвклидовым», рас-
считывается как квадратный корень из суммы квадратов разности про-
центного содержания одноименных аминокислот в составах белков.
В этом случае каждый белок можно определить в двадцатимерном про-
странстве точкой, координатами которой являются процентные содер-
жания каждой из 20 аминокислот. Такое унифицированное признако-
вое пространство было использовано нами для классификации большой
выборки (порядка 100) токсических полипептидов и для идентифика-
ции новых белков с применением алгоритмов теории распознавания
образцов [3—5].
Другим важным преимуществом такого подхода является возмож-
ность сопоставления белков с нерасшифрованной первичной структурой
© И. И. ПАРИЛИС, Е. Ю. КАЗАНОВ, Р. С. САЛИХОВ, Л. Я. ЮКЕЛЬСОН, Д. X. ХАМИДОВ, 199£.
8 8 ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1991. Т. 7. № б 6* 88
|