Биофизика познает рак — страница 21 из 33

ГистидинУЦА → ЦАУВалинИзолейцинГУУ → АУУГУЦ → АУЦГУА → АУААргининГУЦ → ЦГУГлицинГУУ → ГГУГУЦ → ГГЦГУГ → ГГГАспарагинГистидинГАУ → ЦАУГАЦ → ЦАЦГлицинГАУ → ГГУГАЦ → ГГЦАргининГАЦ → ЦГАФенилаланинИзолейцинУУУ → АУУУУЦ → АУЦ

Сравнивали аминокислотный состав ЛДГ1 и ЛДГ5 у человека. Наиболее заметные отличия: ЛДГ1 — увеличено содержание аланина, валина, аспарагиновой кислоты, глутаминовой кислоты и метионина; ЛДГ5 — увеличено содержание аргинина, глицина, тирозина. В случае закономерных переходов от ЛДГ1 к ЛДГ5 должно уменьшаться содержание первых аминокислот и увеличиваться содержание вторых. Все они могли заменяться по принципу неправильного чтения одного из нуклеотидов кодона или по сдвигу рамки чтения (см. табл. 5).

Анализ конкретных замен в аминокислотной последовательности двух изоформ белка, связанных с изменением пролиферативной активности тканей, провели на примере сопоставления различий в аминокислотной последовательности двух изоферментов — ЛДГ1 и ЛДГ5 у цыплят и свиней.

В табл. 6 приведены только различия в аминокислотной последовательности М- и Н-форм ЛДГ у цыплят. Указаны порядковые номера аминокислот в пептидной цепи и избранные триплеты характерных для них кодонов. Из 85 различий в 70 случаях (82%) предполагаемая замена аминокислоты при переходе от Н4-формы к М4-форме могла происходить по принципу изменения одного из нуклеотидов триплета (чаще всего по первому нуклеотиду кодона — 61 случай) или по сдвигу рамки чтения (9 случаев). В 12 случаях необходима замена двух нуклеотидов триплета. Это данные в пользу возможного объяснения различий между двумя изоформами белка, характерными для разных состояний пролиферативной активности тканей, механизмами ошибочного чтения кодонов.

Однако в трех случаях — замена аланина на лизин (ГЦУ и ААА), серина на глутамин (УЦУ и ГАА) и глицинина на метионин (ГГУ и АУГ) — такое объяснение не подходит. В этих случаях единственно возможное объяснение замен связано с генетической регуляцией, с репрессией одних локусов генома и депрессией других при изменении пролиферативной активности тканей. Удивляет малый процент таких случаев (3,5%).


Таблица 6. Различия в аминокислотной последовательности М- и Н-форм ЛДГ у цыплят (выписка из работы Торфа и соавторов)

25691012131415171819202430414345
MУЦАГАУЦАУЦАЦААУЦАУAAAГАГГААЦАЦЦАЦГЦУЦАУУЦАГЦГАУГГАУГЦУ
SerAspHisHisAsnHisLysGluGluHisHisAlaHisSerAlaMetAspAla
HThrGluLysThrProAlaAlaGlySerThrValProSerThrGlyGlyGlyCys
АЦАГГУAAAАЦЦЦЦУГЦУГЦУГГГУЦУАЦЦГУЦЦЦУУЦААЦАГГГГГУГГУУГЦ
495473757879808488919398116123124130132133
MАЦУГУУAAAЦЦЦАЦУУЦАГГУУЦАЦАУЦУУАУУГЦУАУУААЦГУУГАУAAAЦУУ
ThrValLysProPhrSerGlySerHisLeuHeAlaHeAsnValAspLysLeu
HAlaLeuGinHisValAlaAspAlaAsnHeValValValGinHeAsnValHe
ГЦУЦУУЦААЦАЦГУУГЦАГАУГЦАААУАУУГУУГУУГУУЦАААУУААУГУААУУ
135147150153167172175183190192199212213215217222224226
MАУУГЦУАУУУУУУЦУЦАУГГУЦУАГУУЦАГЦЦУААГГЦАЦАУГАУГЦАAAAЦАУ
НеAlaHePheSerHisGlyLeuValGlnProLysAlaHisAspAlaLysHis
HValThrLeuLeuThrTyrAlaThrLeuGluAlaGlnGlnAspAlaLysSerAsn
ГУУАЦУЦУУУУААЦУУАУГЦУАЦУЦУУГАГГЦУЦАГЦАГГАУГЦУАЛААГУААУ
236243249258260263264268272273276280231284285296297300
MГАУAAAАГУГАУГЦУАУААУГЦГУЦЦУАУУГЦУАУГЦАУAAAГАУГГУУЦААУУ
AspLysSerAspAlaHeMetArgProHeAlaMetHisLysAspGlySerHe
HGluArgAsnGluCysMetLeuTyrSerValLeuThrTyrGlnAsnSerAlaLeu
ГАААГАААУГААУГЦАУГЦУГУАУУЦУГУУЦУГАЦГУАУЦААААУАГУГЦАЦУУ
302304305306307310314315316325329331333
MГАУГУУAAAАУГАУАЦЦУГААЦАГАУУГГУГААЦААУУУ
AspValLysMetHeProGluGlnHeGlyGluGlnPhe
HSerHeAsnGlnLysAspAlaLysLeuSerAspLysLeu
АГУАУУААУЦАГAAAГАУГЦАААГЦУУАГУГАУAAAУУА
Примечание. Цифры в таблице — номера аминокислот по порядку, буквы — сравниваемые нами триплеты кодонов.

К абсолютному большинству случаев замен аминокислот, как указано выше, вероятно, применимы закономерности, работающие в простейших модельных системах во внеклеточных условиях и вне генетической регуляции.

Далее необходимо проверить соответствие указанных замен аминокислот большей вероятности триплетов определенных кислот при равновероятном ошибочном чтении каждого из нуклеотидов триплета по указанным принципам. Рассмотрим этот вопрос сначала на примере изолейцина, имеющего три кодона (АУУ, АУЦ и АУА). При замене одного из нуклеотидов триплета каждого кодона или при сдвиге рамки чтения их принципиально возможны 33 модификации и, следовательно, вероятность одной модификации составляет 0,33. Ожидаемая вероятность замен изолейцина на другие аминокислоты была следующей: 0,15 — лейцин, 0,09 — валин, метионин, треонин, серин и аспарагиновая кислота, 0,06 — фенилаланин, 0,03 — лизин, аргинин, тирозин и гистидин. Реально при переходе ЛДГ1 в ЛДГ5 изолейцин заменялся на лейцин в двух случаях и на валин — также в двух случаях. Других замен не было. Следовательно, во всех четырех случаях действительно изолейцин заменялся на те аминокислоты, которые и были предсказаны исходя из законов стохастики перебора аминокислот.

Другой пример. Шестикодонный лейцин по принципу ошибки чтения одного из нуклеотидов или сдвига рамки чтения теоретически может иметь 66 модификаций и вследствие этого заменяться на 14 других аминокислот. Вероятность одной замены равна 0,015. Наиболее часто эта модификация теоретически должна приводить к образованию кодонов четырех аминокислот: валина, фенилаланина, изолейцина и пролина. Каждая из этих аминокислот имеет ожидаемую вероятность заменить лейцин, равную 0,076 и 0,106. Остальные десять аминокислот имеют значительно более низкую вероятность. В реальных условиях при переходе от ЛДГ

Оглавление

К карточке книги