Проблема белка. Том 2: Пространственное строения белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001697-7
Скачать (прямая ссылка):
должена Робсоном и Сузуки [92,93]. Однако точность предсказания по-прежнему осталась низкой. В конце 1980-х годов к методу Робсона и Пейна вновь вернулись; в результате появились три его варианта: GORI, GORII и GORIII (аббревиатура составлена по первым буквам фамилий авторов [183]). Первый вариант построен на предположении о независимости конформационных состояний остатков в трехмерной структуре белка [183]. Во втором варианте — GORII, учитываются взаимодействия каждого остатка j с последующими j + ш (гп < 8) с помощью так называемых направляющих информационных параметров [184, 185]. Последние рассчитывались по частотам встречаемости пар остатков на участках j — j + m четырех (Н, Е, Т и С) или трех типов структур (Н, Е и (Т + С)) базовых белков, где Н — а-спираль, Е — 13-структура, Т — (3-изгиб и С - - неупорядоченная конформация. Наивысшим уровнем информации в принципе располагает вариант GOR1II [185], поскольку в нем принимаются во внимание взаимодействия j-того остатка не только с каждым последующим (j + ш), но и с предшествующим (j - m), где ш < 8. Значения соответствующих коэффициентов, названных парными информационными параметрами, как и в предыдущем случае, для четырех и трех конформационных состояний определялись эмпирически.
Таким образом, ни один из вариантов метода GOR не учитывает взаимодействий остатков даже на трипептидном участке, a GORI — и на дипептидном. Варианты GORII и GORIII исходят из более совершенных, чем GORI, моделей, как будто бы позволяющих оценить, правда, в строго аддитивном приближении, влияние взаимодействий двух недалеко отстоящих друг от друга остатков. Однако такая оценка имеет в значительной мере формальный характер. Несмотря на безупречность математической стороны моделей Робсона, все они лишены физического смысла, поскольку, во-первых, не отражают реальной структурной организации белковых молекул, где взаимодействия не аддитивны, а кооперативны, и, во-вторых, не опираются на необходимый для корректного учета тех же аддитивных парных взаимодействий объем экспериментального материала. Даже при справедливости моделей GORII и GORIII, получение достоверных статистических данных о взаимообусловленности конформационных состояний только двух остатков требует набор базовых белков по крайней мере на 2—3 порядка больший использованного.
Несовершенство метода GOR наглядно демонстрирует табл. II.7. Точность предсказательных алгоритмов приблизительно одинаково низка во всех вариантах и не зависит от количества базовых белков. Во всех случаях качество предсказания несколько выше, когда выбор делается из трех состояний. Однако при этом возрастает неопределенность самого предсказания. Реальная точность ниже, чем может показаться из приведенных в табл. II.7 средних значений, из-за очень большого разброса. Так, при средней точности варианта GORII 46,5% (четыре состояния) у ферродоксина правильно предсказаны 22,2% остатков, цитохрома с — 34,0%, цепи А инсулина — 4,8%. В случае GORIII (51,9%; четыре состояния) структура глюкагона правильно иден-278
Таблица 11.7
Достоверность предсказания трех вариантов метода GOR [183-185]
Вариант Базовые данные Качество предсказания (q), %
Количество Количество Четыре Три состояния
белков остатков состояния
25 -4500 49,0 56,0
GORI 51 8898 46,1 54,7
55 9472 42,6 56,0
51 8898 46,1 53,8
GORII 55 9472 46,7 57,7
75 -12600 46,5 56,9
GORIII 68 11237 - 63,0
74 12433 51,9 61,7
Примечание. Качество предсказания q = Fs+7n, где Fs+ — количество правильно предсказанных остатков в состоянии s; п — общее количество остатков в последовательности.
Таблица II.8
Сравнение предсказательных возможностей методов идентификации а-спиралей [186]
Авторы метода Показатель качества предсказания
Оз С
П. Чоу и Г. Фасман [99] 0,65 0,23
Дж. Гарнье, Д. Осгуторп и Б. Робсон [183] 0,71 0,36
Н. Квиан и Т. Седжновский [187] 0,67 -
Д. Кнеллер, Ф. Коэн и Р. Лангридж [188] 0,79 0,55
С. Преселл, Б. Коэн и Ф. Коэн [186] 0,71 0,36
тифицирована на 17,2%, крамбина — 37,0%, цепи А инсулина — 9,5% [185].
В последние годы интерес к поиску простых статистических корреляций между аминокислотной последовательностью и вторичными структурами не ослабевает. По-прежнему предпринимаются попытки создать новые методы предсказания, усовершенствовать предложенные ранее, реанимировать забытые. Принципиальных изменений в развитии этого направления, однако, не происходит. Неизменной на протяжении трех десятилетий остается стратегия поиска, покоящаяся на вере в возможность эмпирическим путем и на основе вторичных структур решить одну из фундаментальных проблем молекулярной биологии. О практических результатах развития этой области за последнее время можно судить, например, по данным табл. И.8, заимствованной из работы С. Преселла, Б. Коэна и Ф. Коэна, предложивших еще один статистический метод предсказания вторичных структур и сравнивших его с другими, наиболее известными методами, разработанными после
