Кіріспе

Ақуыздың биологиялық базасы

infobox biodatabase|title=SCOPe|pmid=24304899|description=SCOP кеңейтілген|url=https://scop. berkeley. edu|author=Naomi K. Fox, Steven E. Brenner, and John Marc Chandonia|version=2.07 (2018 жылғы наурыз; 87 224 құрылымда 276 231 домен 4919 отбасыға жіктелген) Бұл деректер базасын 2010 жылы жабылғанға дейін Алексей Г. Мурзин және оның әріптестері Ақуыз инженериясы орталығында, ал кейін Англияның Кембридж қаласындағы Молекулалық биология зертханасында ұстады. SCOP 1.75 бойынша жұмыс 2014 жылы тоқтатылды. Содан бері Беркли университетінің SCOPe тобы деректер базасын үйлесімді түрде жаңарту үшін автоматтандырылған және қолмен әдістерді біріктіре отырып жауапты болып келеді. 2019 жылғы ең соңғы нұсқасы – SCOPe 2.07 (2018 жылғы наурыз). 2020 жылдың басында Ақуыздардың жаңа құрылымдық жіктелуінің 2-ші нұсқасы (SCOP2) дерекқоры жарияланды. Жаңа жаңартуда базаның жақсартылған схемасы, жаңа API және жаңартылған веб-интерфейс болды. Бұл Кембридж тобының SCOP 1.75-тен бергі ең маңызды жаңартуы болып табылады және SCOP 2 прототипінің жетістіктеріне негізделген.

Иерархиялық ұйым

Белок құрылымдарының көзі – Белок дерекқоры. Құрылымды жіктеу бірлігі – белок домені. SCOP авторларының «домен» дегені, шағын белоктардың және көптеген орташа өлшемді белоктардың тек бір доменнен тұратыны, ал α2β2 құрылымы бар адам гемоглобиніне екі SCOP домені – α және β суббірліктеріне жеке-жеке тағайындалғаны арқылы түсіндіріледі. SCOP-та домендердің пішіндері «қаттамалар» деп аталады. Бір қаттамаға жататын домендердің негізгі екінші құрылымдары, бірдей топологиялық байланыстармен бірдей орналасуда болады. SCOP 1.75 нұсқасында 1195 қаттама берілген. Әрбір қаттаманың қысқаша сипаттамасы келтірілген. Мысалы, «глобинге ұқсас» қаттамасы: негізгі бөлігі – 6 спираль; бүктелген жапырақ, жартылай ашық деп сипатталады. Доменнің қандай қаттамаға жататыны бағдарламалық жасақтама арқылы емес, көзбен тексеру арқылы анықталады. SCOP 1.75 нұсқасының деңгейлері төмендегідей: Сынып: Қаттама түрлері, мысалы, бета-парақтар. Қаттама: Сынып ішіндегі домендердің әртүрлі пішіндері. Суперотбасы: Бір қаттамадағы домендер кем дегенде алыс ортақ ата-тегі бар суперотбасыларға топтастырылады. Отбасы: Суперотбасыдағы домендер ортақ ата-тегі бар отбасыларға топтастырылады. Белок домені: Отбасылардағы домендер негізінен бір белок болып табылатын белок домендеріне топтастырылады. Түрлер: «Белок домендері» домендері түрлерге сәйкес топтастырылады. Домен: белоктың бір бөлігі. Жасырағы белоктар үшін, ол толық белок болуы мүмкін.

Қиылыстар

Әр сыныпта бірнеше ерекше бүгілулер кездеседі. Бұл жіктеу деңгейі ұқсас үшіншілік құрылымды білдіреді, бірақ қажетті түрде эволюциялық байланысты емес. Мысалы, "Барлық α протеиндері" класы >280 ерекше бүгілуді қамтиды, оның ішінде: глобинге ұқсас (негізгі бөлігі: 6 спираль; бүктелген жапырақ, жартылай ашық), ұзын альфа спиралі (2 спираль; антипараллель спираль, солға бұрылған) және I типті докерин домендері (электрондық қолдан бөлек екі кальций байланыстыратын цикл спираль мотивтерінің тізбекті қайталануы).

Үлкен отбасылар

Қаптамадағы домендер одан әрі суперотбасыларға жіктеледі. Бұл – эволюциялық байланыстылығын көрсету үшін құрылымдық ұқсастығы жеткілікті және ортақ ата-тегін бөлісетін ақуыздардың ең ірі тобы. Дегенмен, бұл ата-тек қалың екендігі болжанады, себебі бір суперотбасының әртүрлі мүшелерінің аминқышқылдық тізбектерінде ұқсастық деңгейі төмен. Мысалы, "Глобинге ұқсас" қаптаманың екі суперотбасы бар: Глобин суперотбасы және альфа-спиральді ферредоксин суперотбасы (құрамында екі Fe4S4 кластері бар).

PDB-ге кіру домендері

"TaxId" - бұл таксономиялық идентификациялық нөмір және ақуызға жататын түр туралы толық ақпарат беретін NCBI таксономиялық шолғышына сілтеме жасайды. Түр немесе изоформаға басу арқылы домендердің тізімі ашылады. Мысалы, "Адамның (Homo sapiens) альфа тізбегіндегі гемоглобин" ақуызының >190 шешілген белок құрылымы бар, мысалы 2dn3 (cmo-мен кешенде) және 2dn1 (hem, mbn, oxy-мен кешенде). PDB нөмірлерін басу молекуланың құрылымын көрсетуге тиіс, бірақ қазіргі уақытта сілтемелер жұмыс істемейді (SCOP жүйесіне дейін сілтемелер жұмыс істеді).

Басқа сыныптау жүйелерімен салыстыру

SCOP классификациясы CATH-тің жартылай автоматты классификациясына қарағанда қолмен қабылданатын шешімдерге көбірек тәуелді. Адамның тәжірибесі белгілі бір белоктар эволюциялық тұрғыдан байланысты екенін және оларды бір суперотбасына жатқызу керек пе, әлде олардың ұқсастығы құрылымдық шектеулердің салдары ма және олар бір ғана бүктеуге жата ма, дегенді анықтау үшін қолданылады. Тағы бір деректер қоры – FSSP, толығымен автоматты түрде жасалады (тұрақты автоматты жаңартулармен қоса), бірақ классификация ұсынбайды, бұл пайдаланушыға жекелеген белок құрылымдарының жұптық салыстырулары негізінде құрылымдық байланыстардың маңыздылығы туралы өз қорытындысын шығаруға мүмкіндік береді.

SCOP-тың мұрагерлері

2009 жылға қарай бастапқы SCOP дерекқоры 38 000 PDB жазбасын қатаң иерархиялық құрылымға қолмен жіктеді. Белок құрылымы туралы жарияланымдардың қарқыны артқан сайын, жіктеудің шектеулі автоматтандырылуы қадамдаса алмай, толық емес деректер жиынтығына әкелді. Белоктардың құрылымдық жіктелуі кеңейтілген (SCOPe) дерекқоры 2012 жылы осы иерархиялық жүйенің әлдеқайда жоғары деңгейде автоматтандырылуымен жарық көрді және SCOP 1.75 нұсқасымен толық үйлесімді. 2014 жылы SCOPe-ге құрылымды дәл анықтау үшін қолмен түзету қайта енгізілді. 2015 жылдың ақпанына дейін SCOPe 2.05 барлық PDB жазбаларының 110 000-нан 71 000-ын жіктеді. SCOP2 прототипі – белоктардың құрылымдық жіктелуі және жіктеу жүйесінің бета нұсқасы, ол белок құрылымының эволюциясына тән эволюциялық күрделілікті арттыруға бағытталған. Сондықтан бұл қарапайым иерархия емес, ақуыз суперотбасыларын байланыстыратын бағытталған ациклдық график желісі, ол циклдық ауыстырулар, домендік бірігу және домендік ыдырау сияқты құрылымдық және эволюциялық қатынастарды көрсетеді. Осының салдарынан домендер қатаң шекаралармен бөлінбейді, керісінше, олардың ең ұқсас басқа құрылымдармен байланысы арқылы анықталады. Прототип SCOP 2 нұсқасының дерекқорын әзірлеу үшін пайдаланылды. SCOP 2 нұсқасы 2020 жылдың қаңтарында жарық көрді, онда 5134 отбасы және 2485 суперотбасы бар, бұл SCOP 1.75-тегі 3902 отбасымен және 1962 суперотбасымен салыстырғанда көп. Жіктеу деңгейлері 504 000-нан астам ақуыз құрылымын көрсететін 41 000-нан астам қайталамасыз домендерді ұйымдастырады. 2014 жылы жарық көрген Эволюциялық белок домендерінің жіктелуі (ECOD) дерекқоры SCOP 1.75 нұсқасының SCOPe кеңейтуіне ұқсас. SCOPe-ден айырмашылығы, ол класс-бүктеме-суперотбасы-отбасы иерархиясын архитектура-X гомология-топология-отбасы (A XHTF) топтамасына қайта атайды, соңғы деңгей көбінесе Pfam арқылы анықталады және санатталмаған тізбектер үшін HHsearch кластерлеуімен толықтырылады. ECOD үш мұрагердің ішіндегі ең жақсы PDB қамтуын қамтамасыз етеді: ол барлық PDB құрылымдарын қамтиды және екі апта сайын жаңартылады. Pfam-ға тікелей карталау Pfam кураторларына пайдалы болды, олар "клан" топтастыруын толықтыру үшін гомология деңгейі санатын пайдаланады.