Войти
Негомологичные изофункциональные Ферменты (NISE) - это два эволюционно несвязанных фермента, которые катализируют одну и ту же химическую реакцию. Ферменты, которые катализируют одну и ту же реакцию, иногда называют аналогичными, а не гомологичными (Гомология (биология), однако более уместно называть их негомологичными изофункциональными ферментами, отсюда и аббревиатура (NISE). Все эти ферменты выполняют одну и ту же конечную функцию, но у разных организмов без заметного сходства в первичных и, возможно, третичных структурах.
Ферменты классифицированы на основе рекомендаций Номенклатурного комитета Международного союза биохимии и молекулярной биологии и имеют номер комиссии по ферментам, обычно называемый номером ЕС. Каждой отдельной ферментативной активности дается рекомендуемое название и номер ЕС. Чтобы классифицировать как отдельный фермент, "необходимы прямые экспериментальные доказательства того, что предложенный фермент действительно катализирует реакция глина med "
Примеры неродственных ферментов со сходными функциями были отмечены еще в 1943 году Варбургом и Кристианом (1943), которые открыли две разные формы фруктозо-1,6-бисфосфатальдолазы, одну происходящие в дрожжевых клетках, а другие - в мышцах кролика. В 1998 году в статье Марианы Омельченко и др., Озаглавленной «Аналогичные ферменты: независимые изобретения в эволюции ферментов», было идентифицировано 105 номеров ЕС, содержащих два или более белков без обнаруживаемого сходства последовательностей друг с другом. Из этих 105 номеров EC 34 узла EC с отчетливыми структурными складками были локализованы, что указывает на независимое эволюционное происхождение. В 2010 году в другой статье Марианы Омельченко и соавторов, озаглавленной «Негомологичные изофункциональные ферменты: систематический анализ альтернативных решений в эволюции ферментов», было обнаружено 185 различных узлов ЭК, из которых только 74 из исходного списка 1998 года, подведены итоги их двенадцатилетнего поиска и заключения. что NISE существуют до 10% биохимических реакций.
Возможным механизмом образования и развития этих ферментов является привлечение существующих ферментов, которые приобретают новые функции путем модификации субстратной специфичности (в частности, в активном центре или рядом с ним) или модификации существующего каталитического механизма.
Открытие NISE может выявить новые механизмы ферментативного катализа и конкретную информацию о биохимических путях, которые могут быть особенно важны для разработки лекарств.
Популярным примером NISE является семейство ферментов супероксиддисмутазы, которое содержит три различные формы (EC 1.15.1.1)
CuZn (SOD1) супероксиддисмутаза была первой обнаруженной и представляет собой гомодимер, содержащий медь и цинк, часто обнаруживаемый во внутриклеточных цитоплазматических пространствах. FeMn (SOD2) представляет собой тетрамер, продуцируемый лидерным пептидом, нацеленным на марганецсодержащий фермент только в митохондриальных пространствах. Супероксид никеля (SOD3) охарактеризован совсем недавно и существует только во внеклеточных пространствах.
Другим популярным примером NISE являются ферменты семейства целлюлазы, в частности, 1,4-бета-целлобиозидаза целлюлозы. также состоящий из трех различных форм, обладающих эндонуклеазной активностью. (EC3.2.1.91).
Существует два класса, один класс атакует восстанавливающий конец целлюлозы, а другой атакует невосстанавливающий конец. Ферменты семейства GH-6 атакуют невосстанавливающий конец целлюлозы, в то время как ферменты семейства GH-7 атакуют восстанавливающий конец. Ферменты семейства GH-48 являются ферментами только семейства бактерий и атакуют восстанавливающий конец целлюлозы.
Типичные методы секвенирования генома, такие как BLAST и Скрытая марковская модель, используются для поиска несоответствий и сходства в геномах.
