ドメイン萎縮は、機能的部分タンパク質ドメインのまれなケースを作成します

背景：タンパク質ドメインは、関連するドメイン間の二次構造要素の多数の追加と削除を伴う、さまざまな構造の多様性を示しています。構造ドメインのコア要素の驚くべき大規模な削除の少数のケースを観察しました。タンパク質ドメインがかなりの数のコア構造要素を失うドメイン萎縮と呼ばれる新しい概念を提案します。 結果：ここで、すべての既知のタンパク質配列にわたってドメイン萎縮の新しいケースを体系的に識別するために、新しいパイプラインを実装します。このパイプラインの出力は手で慎重にチェックされました。これにより、誤発音または未解決のシーケンスフラグメントのために真のドメイン萎縮を表す可能性が低い部分的なドメインインスタンスが除外されました。75症例のドメイン萎縮を特定します。そのうち8例は3次元タンパク質構造で見られ、既知の相同構造へのマッピングに基づいて67症例が推測されています。構造的なバリエーションを持つドメインには、ティムバレルやロスマンの折り目などの古代の折り目が含まれます。これらのドメインのほとんどは、機能部位に影響を与えない構造的損失を示すことが観察されています。 結論：分析により、ドメイン萎縮の既知の症例が大幅に増加しました。ドメイン萎縮の特定のインスタンスについて説明し、部分ドメインの安定性を維持するのに役立つ代償的なメカニズムがしばしば存在していることを確認します。私たちの研究は、ドメイン萎縮は非常にまれな現象であるが、特定の状況下でタンパク質ドメインが極端な変異を耐えることができることを示しているが、部分的で機能的なドメイン。

BACKGROUND: Protein domains display a range of structural diversity, with numerous additions and deletions of secondary structural elements between related domains. We have observed a small number of cases of surprising large-scale deletions of core elements of structural domains. We propose a new concept called domain atrophy, where protein domains lose a significant number of core structural elements. RESULTS: Here, we implement a new pipeline to systematically identify new cases of domain atrophy across all known protein sequences. The output of this pipeline was carefully checked by hand, which filtered out partial domain instances that were unlikely to represent true domain atrophy due to misannotations or un-annotated sequence fragments. We identify 75 cases of domain atrophy, of which eight cases are found in a three-dimensional protein structure and 67 cases have been inferred based on mapping to a known homologous structure. Domains with structural variations include ancient folds such as the TIM-barrel and Rossmann folds. Most of these domains are observed to show structural loss that does not affect their functional sites. CONCLUSION: Our analysis has significantly increased the known cases of domain atrophy. We discuss specific instances of domain atrophy and see that there has often been a compensatory mechanism that helps to maintain the stability of the partial domain. Our study indicates that although domain atrophy is an extremely rare phenomenon, protein domains under certain circumstances can tolerate extreme mutations giving rise to partial, but functional, domains.