— определение (v1) Национального исследовательского института генома человека (NHGRI)

{{Тип публикации | капитализировать }} рейтинг

Qeios ID: {{ публикация.qeios_id }}

Авторские права: © {{publicationYear}} {{publication.presentation_authors[0].full_name + (publication.presentation_authors.length > 1 ? ‘et al’ : ») }}. Это публикация с открытым доступом, распространяемая на условиях CC BY 4.0 Лицензия, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания оригинального автора и источника.

Проверьте {{ тип публикации | капитализировать }} Источник информации об авторских правах и лицензии.

Связанные определения ({{ публикация.rank_siblings.length }})

Спасибо за ваш вклад в сообщество.

База данных определений доменов для белков со сложной междоменной геометрией

Abstract

Структурные домены белков необходимы для понимания эволюции и фолдинга белков и могут сильно отличаться от функциональных доменов и доменов, основанных на последовательности. Хотя существуют различные базы данных структурных доменов, определение доменов для некоторых белков нетривиально, а определения границ их доменов недоступны. Здесь мы представляем новую базу данных определенных вручную структурных доменов для репрезентативного набора белков из класса «многодоменных белков» SCOP. (http://prodata.swmed.edu/multidom/). Мы рассматриваем наши домены как мобильные эволюционные единицы, которые могут перестраиваться в процессе эволюции белков. Кроме того, их можно представить как конструктивно компактные и, возможно, независимо складывающиеся единицы. Мы также обнаружили, что представление доменов как единиц эволюции и складывания не всегда приводит к однозначному определению домена.Однако, в отличие от существующих баз данных, мы сохраняем и уточняем эти «альтернативные» определения доменов после тщательной проверки структурного сходства, функциональных сайтов и автоматизированных методов определения доменов. Мы предоставляем определения доменов, включая фактические границы остатков, для белков, которые не пытаются разделить известные базы данных, такие как SCOP и CATH. Наши альтернативные определения доменов подходят для поиска последовательности и структуры автоматизированными методами. Кроме того, базу данных можно использовать для обучения и тестирования алгоритмов разграничения доменов.Поскольку наши домены представляют собой структурно компактные эволюционные единицы, база данных может быть полезна для изучения свойств и эволюции доменов.

Образец цитирования: Маджумдар И., Кинч Л.Н., Гришин Н.В. (2009) База данных определений доменов белков со сложной междоменной геометрией. ПЛОС ОДИН 4(4): е5084. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0005084

Редактор: Марк Исалан, Центр геномной регуляции, Испания

Получено: 10 февраля 2009 г .; Принято: 10 марта 2009 г .; Опубликовано: 8 апреля 2009 г.

Авторское право: © 2009 Majumdar et al.Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Финансирование: Это исследование было частично поддержано грантом GM67165 Национального института здравоохранения и Фондом Уэлча (грант I-1505) для NVG. Спонсоры не участвовали в разработке исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Введение

Хотя белковые домены обычно представляют собой единицы белковой функции [1], их также можно визуализировать как структурно компактные полунезависимые строительные блоки [2], [3]. Следовательно, исторически при определении доменов использовались различные критерии; а именно функция, последовательность, эволюция, структура и соображения складывания. Определения домена, основанные на этих различных соображениях, не всегда согласуются друг с другом.Например, структурно компактная единица может не соответствовать единице с известной биологической функцией [4], так как функциональные сайты часто располагаются между структурными доменами. В этой статье мы представляем базу данных структурно определенных белковых доменов с учетом эволюционных механизмов. Выбранные нами структуры включают в себя некоторые из наиболее структурно сложных известных белков и занесены в каталог «мультидоменных белков» SCOP [5]. Надежные ручные базы данных, такие как SCOP и CATH [6], предоставляют остаточные границы только для доменов в некоторых из этих структур.

Домены структурно характеризуются наличием изолированных гидрофобных ядер. Кроме того, внутридоменные контакты остатков более обширны, чем между доменами [1], [7], [8]. Это несоответствие в контактах остатков может указывать на области зародышеобразования в процессе сворачивания. Таким образом, структурные домены также можно отнести к самостоятельным складчатым единицам [9]. Альтернативно, во время эволюции белка могут происходить модульные перестройки первичной последовательности путем вставок или делеций [10], [11].Эти эволюционные модули также могут быть визуализированы как домены и могут быть определены на основе совпадения с другими доменами в разных белках [12], [13]. Логическим продолжением этой модульности является поддержание непрерывности последовательности доменов. Наша работа использует обе эти точки зрения для определения доменов.

Одним из ключевых преимуществ надежного набора эталонных доменов является поиск по сходству, когда эталонные домены могут использоваться в качестве запроса. Во-вторых, они также могут служить учебным набором для разработки автоматизированных методов определения предметной области.Такие эталонные домены обычно получают из существующих баз данных, таких как SCOP [5] или CATH [6]. SCOP предоставляет базу данных классификации белков, составленную вручную, состоящую из доменов, определяемых в основном гомологией. Например, если участок полипептидной цепи присутствует в нескольких белках, но соединен с разными, негомологичными участками, он считается доменом. Точно так же CATH обеспечивает иерархическую классификацию доменов на основе архитектуры (общая форма), топологии (складчатость) и гомологии, но использует комбинацию автоматических и ручных процедур. Для определения доменов также доступен ряд автоматизированных методов. Более надежные используют обнаружение подобия, особенно путем поиска первичной и третичной структур с использованием домена запроса. Однако использование этих сходств для поиска связанных структур хорошо работает только для больших доменов или более высокой идентичности [14], [15] и для которых доступны надежные определения домена запроса. В этой статье мы сравниваем наши определения доменов с определениями, полученными с помощью автоматизированных методов Domak [16] и PDP [17].Оба метода используют межостаточные контакты для обнаружения компактных структурных областей. Кроме того, Domak использует упаковку вторичной структуры и статистические параметры, полученные из набора эталонных доменов, как описано в литературе, для разграничения доменов. Альтернативно, PDP разлагает домены, минимизируя разрыв цепи между пространственно близкими остатками. Однако, несмотря на большое количество существующих баз данных и автоматизированных методов, совпадение в определении доменов между ними наблюдается только для простейших топологий белков [18].

В результате этой работы мы разработали базу данных ручных определений доменов с заданными диапазонами остатков, основанную главным образом на комбинированных концепциях структурного сходства, компактности и непрерывности последовательностей. Эти определения доменов доступны в Интернете по адресу http://prodata.swmed.edu/multidom/. Наши определения доменов будут полезны не только для поиска сходства и разработки автоматизированных методов, но, возможно, также для изучения свойств и эволюции доменов.

Results

Мы предоставляем новую базу данных доменов, определенных вручную, с границами остатков для каждого домена, для набора топологически сложных белков (http://prodata.swmed.edu/multidom/). Наши определения доменов основаны на структурных, функциональных, последовательных и эволюционных соображениях после тщательного изучения соответствующей литературы и проверки доменов, определенных с помощью существующих автоматизированных методов. Мы предоставляем загружаемые сценарии PyMol [19], чтобы легко просматривать определения наших доменов для каждой цепочки, а также последовательности доменов и 3D-координаты для каждого домена. Определения доменов даны для репрезентативного набора (40% идентичности последовательности, всего 157 цепей) цепей PDB [20] из класса «многодоменных белков» в SCOP (версия 1.73) [5]. Цепи PDB в базе данных были классифицированы на 53 группы гомологичных белков. Эти группы соответствуют «складкам» SCOP в классе «многодоменных белков». Более крупные и разнообразные группы (например, полимеразы) были разделены на подгруппы.

Альтернативные определения домена

домена в нашей базе данных представляют собой компактные эволюционные модули, которые могут окончательно сливаться или вставляться в первичную последовательность других доменов. Мы считаем, что это слияние или вставка домена вызвано одним эволюционным событием.Для некоторых белков это эволюционное рассмотрение модульных доменов может поддерживать альтернативные определения доменов (альтернативные эволюционные модули). Основываясь на структурном перекрытии терминальных расширений, одна и та же пара доменов может быть визуализирована как терминально слитая (непрерывная последовательность) или вставленная одна в другую (прерывистая последовательность). Для белков с большим количеством доменов такое альтернативное определение может быть возможно в отношении лишь нескольких или даже пары составляющих доменов.Кроме того, концепции доменной модульности исключают возникновение определенных структурно компактных областей в результате одного эволюционного события. Обычно они состоят из структурно компактной группы вставок в другие домены. Вместо того, чтобы исключить эти регионы из нашей базы данных, мы определяем их как еще одно альтернативное определение домена (составные домены). Эти альтернативные определения доменов объясняются ниже.

Альтернативные эволюционные модули.

Обычным явлением в многодоменных белковых структурах было наличие относительно коротких неглобулярных удлинений на N- или C-конце домена, которые взаимодействовали с соседним доменом.Известно, что такие терминальные удлинения стабилизируют ассоциированные домены (рис. 1а, синее N-концевое α-спиральное удлинение из наследственного домена 2 взаимодействует со слитым розовым наследственным доменом 1). Этот сценарий привел к непрерывной последовательности для каждого домена (рис. 1а, синий сегмент, за которым следует розовый сегмент). В качестве альтернативы, расширения могут быть результатом события вставки домена вблизи концов наследственного домена (голубой вставленный домен на рис. 1b разделяет розовый наследственный домен), вызывая разрыв последовательности в наследственном домене (синий сегмент на рис. 1b разделяет розовый сегмент).Поскольку каждый из этих сценариев в равной степени возможен с точки зрения эволюции, терминальные расширения определяются отдельно, и предоставляются альтернативные определения доменов: определения «по последовательности» включают расширение как часть непрерывного домена последовательности (рис. 1а), тогда как «по структуре» определения включают расширение как часть структурно взаимодействующей области (рис. 1b).

Рисунок 1. Категории определения домена.

Схемы доменной архитектуры в виде блок-схемы, представляющие стратегию для категорий определения домена, показаны слева, с соответствующими структурами (1amu для a и b; 1qme для c и d) справа. Схематическое представление последовательности, представляющее положение доменов в полипептидной цепи, показано ниже каждой блок-схемы. Номера остатков отмечены на линкерах, соединяющих домены, где N и C обозначают концы. Для ясности показаны только часть структуры белка и соответствующие схемы. Пунктирные линии указывают домены, опущенные в структурах. Терминальные расширения, которые выступают из одного домена, но взаимодействуют с другим доменом, определяются (а) близостью последовательностей («по последовательностям») или (б) близостью структур («по структуре»).Вставки выступающих доменов, которые взаимодействуют с соседними доменами, определяются (c) близостью последовательностей или (d) структурной близостью, что приводит к составному домену.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0005084.g001

Составные домены.

В дополнение к концевым расширениям некоторые домены включали относительно короткое нешаровидное расширение, которое выступало из домена (неконцевое расширение), но взаимодействовало с другим доменом. Например, β-шпилька, отходящая от середины профиллиноподобного сэндвич-домена α/β/α в пенициллин-связывающем белке, в 2 раза расширяет β-лист N-концевого домена (рис. 1c и d).Эта β-шпилька, вероятно, возникла как вставка в домен профиллина, которая стабилизирует ранее существовавшие взаимодействия с N-концевым доменом (на рис. 1с бирюзовая вставка в наследственный домен 2 взаимодействует с красным наследственным доменом 1). Сохранение вставки с выступающим доменом сохраняет непрерывность последовательности для обоих доменов (красный сегмент на рис. 1c, за которым следует бирюзовый сегмент) и подчиняется эволюционным предположениям о модульности домена. Альтернативно, вставка может быть структурно определена как принадлежащая N-концевому домену, с которым она взаимодействует.Такое назначение привело к «составному» домену, который можно было объяснить только несколькими событиями вставки, и привело к разрыву последовательности (красная вставка в бирюзовый домен на рис. 1d завершает красный составной домен). Кроме того, также наблюдалось, что некоторые соседние неглобулярные домены образуют компактные глобулярные единицы с общими гидрофобными ядрами. Наша база данных также предоставляет составные определения доменов для этих кластеров доменов. Таким образом, мультидоменный набор белковых данных включал составные домены, состоящие из различных комбинаций вставок и доменов (вставка+вставка, вставка+домен или домен+домен).

Таким образом, наша база данных предоставляет четыре категории определений: «по структуре», «по последовательности», составные домены и расширения. Определения «по структуре» более применимы для поиска структурного сходства, поскольку концевые расширения, связанные с пространственно ближайшим доменом, могут быть важны для поиска удаленных гомологов. Определения «по последовательности», которые приписывают терминальные удлинения полипептидному сегменту с непрерывной последовательностью (аналогично SCOP), более полезны для стратегий поиска последовательности; поскольку такие области могут содержать мотивы консервативной последовательности. Категория «расширения» определяет расширенные области (концевые расширения, вставки и линкеры), которые различаются определениями «по структуре» и «по последовательности». Наконец, «составные» домены не представляют эволюционных единиц и являются чисто геометрическими, но могут быть полезны в исследованиях конвергентной эволюции.

Сравнение с другими ручными и автоматическими методами определения домена

Определенные вручную домены в нашей базе данных относятся к трем альтернативным категориям (613 «по структуре», 612 «по последовательности» и 58 «составных»).Кроме того, база данных отдельно определяет 83 вставки, компоновщики и терминальные расширения, которые также являются частью определений домена. CATH [6], представляющая собой базу данных, созданную с использованием ручных и автоматических процедур, а также двумя автоматизированными методами, а именно PDP [17] и Domak [16], определила 273, 443 и 297 доменов соответственно для структур в нашей базе данных. Однако домены для 58 цепочек PDB (из 157) еще не были назначены CATH, когда этот проект был завершен. Мы определили по крайней мере два домена для каждой цепи в классе многодоменных белков (рис. 2а по структуре), при этом количество доменов, определенных для каждой цепи, постепенно уменьшалось с 2 до 6.Ручные определения также разбивают 13 цепей на 7 или более доменов и в основном представляют собой белки, участвующие в репликации и транскрипции, особенно полимеразы. Хотя SCOP [5] не всегда предоставлял диапазоны доменов для сравнения классов нескольких доменов, база данных редко определяет более трех доменов на цепочку в первых четырех классах структуры (рис. 2a SCOP). Номера доменов CATH были ближе всего к нашему ручному методу (рис. 2a CATH), при этом количество цепочек, содержащих 2–6 доменов, было очень похожим. Однако CATH определил 14 цепей как одиночные домены и несколько цепей с 7 или более доменами.Автоматизированные методы определения доменов, особенно DOMAK (рис. 2a DOMAK), имеют тенденцию назначать меньше доменов. PDP выполняется близко к ручному определению, однако с меньшим количеством доменов в цепочке (рис. 2a PDP). В отличие от наших определений, PDP определял цепочки как отдельные домены, тогда как количество цепочек с 7 и более доменами было очень схожим.

Рисунок 2. Сравнение определений доменов.

Определения категорий «По структуре» и «По последовательности» (см. рис. 1a, b) сравниваются с CATH и автоматизированными методами «PDP» и «DOMAK» для нашего набора структурных данных (см. методы).Данные для SCOP генерируются из цепочек PDB в классах SCOP с 1 по 4. Данные на вертикальной оси нормализованы к общему количеству цепочек или доменов PDB в соответствующем наборе данных. (a) Количество доменов, определенных в цепочке каждым методом. Данные «По последовательности» идентичны данным «По структуре» и не отображаются. (b) Количество полипептидных сегментов, включающих каждый домен. (c) Гистограмма, представляющая остаточные длины определенных доменов. Для ясности показаны только домены длиной до 215 остатков.

https://дои.org/10.1371/journal. pone.0005084.g002

Несмотря на то, что вручную было определено больше доменов для одной цепи по сравнению с автоматическими методами, ручное определение дало незначительно меньшее количество полипептидных сегментов на домен (рис. 2b). Это увеличение непрерывности последовательности ручных доменов является результатом наложения эволюционных предположений на расщепления: компактные области, состоящие из нескольких вставленных сегментов, не могли представлять отдельные эволюционные события и рассматривались в особой категории «составных» доменов.Разница в количестве полипептидных сегментов, присутствующих на домен, между ручными определениями категорий «по последовательности» и «по структуре» указывала на структуры, которые содержали концевые удлинения. Следовательно, домены, в которых терминальным расширениям была назначена непрерывная последовательность (по последовательности), имеют несколько меньшее количество сегментов, чем домены, в которых концевые расширения были назначены по структурной близости (по структуре). В отличие от ручного и автоматизированного определения доменов, SCOP редко вводил прерывистость последовательности в свою классификацию первых четырех структурных классов (SCOP на рис. 2b).CATH определил несколько большее количество сегментов на домен, чем наши определения.

Для анализа размера домена наши ручные определения были сопоставимы с PDP, SCOP и CATH по проценту определенных доменов в диапазоне от 95 до 215 остатков в длину, при этом DOMAK смещался в сторону более длинных доменов (рис. 2c). Однако в этом диапазоне CATH определил больше доменов длиной от 125 до 185 остатков. В то время как все методы показали пик около 95 остатков на домен, CATH показал пик около 140 с последующим внезапным уменьшением размера домена.В отличие от других, наша база данных включала значительное количество доменов с менее чем 50 остатками и редко определенные домены длиной более 300 остатков. Наш ручной подход идентифицировал очень короткие домены (например, цинковые пальцы, обнаруженные при проверке цистеинов и гистидинов), которые не обнаруживались автоматическими методами. Кроме того, наши определения стремились предоставить меньшие компактные домены.

Во время нашей визуальной оценки мы обнаружили, что автоматические методы не могут предоставить согласованные определения доменов для большинства цепочек в наборе данных.Автоматизированные методы достигли консенсуса только в очень простых случаях, когда структурно компактные домены демонстрировали мало междоменных взаимодействий. Почти в каждом случае границы доменов из этих программ требовали дальнейшего уточнения, даже если номер домена и их общее расположение были правильными. Определения доменов, полученные из CATH, хотя и были неполными, но были более надежными. Однако мы заметили случайные несоответствия в определениях доменов между похожими белками. Эти проблемы и ограничения определения домена были хорошо задокументированы другими [18].Однако мы обнаружили, что даже эти ограниченные определения могут оказаться полезными, например, для предложения потенциальных ядер доменов. Литература помогла нам в наших функциональных соображениях для нескольких определений предметной области, например. в 1ecr [21] были проанализированы некомпактные функциональные области и остатки на границах доменов, чтобы их можно было отнести к правильному домену.

Эволюционные соображения: пример разграничения доменов в ДНК/РНК-полимеразах

Для семейств белков с большим количеством доступных структур сочетание структурного сходства с эволюционными соображениями было особенно полезным при определении доменов.Наши модульные домены могут быть точно идентифицированы, а границы уточнены по структурному сходству консервативных доменов, положению вставки и общей топологии различных ассоциированных доменов и взаимодействию между ними. Мы иллюстрируем наш общий ход мыслей и трудности с определением домена на примере ДНК/РНК-полимераз. Общая архитектура полимераз включает три функциональных домена, обычно называемых «ладонь», «большой палец» и «палец», причем вездесущий пальмовый домен обеспечивает каталитическую активность ферментов [22].Мы разделили полимеразы на четыре группы на основе легкости структурного выравнивания и сходства трех общих доменов (рис. 3, I-IV).

Рисунок 3. Модульные домены в полимеразах.

Разнообразные полимеразные структуры, демонстрирующие организацию доменов различной сложности и связности, делятся на четыре помеченные подгруппы: i) ДНК-полимераза семейства Y, ii) ДНК-полимераза Кленова / полимеразы фага Т7, iii) обратная транскриптаза / РНК-зависимая РНК-полимераза и iv ) ДНК-полимераза I.а) Все полимеразные структуры обладают гомологичным каталитическим доменом Palm (зеленые мультяшные модели). Пальмовые домены представителей каждого подмножества полимераз изображены слева направо в одинаковой ориентации (i 1jx4; ii 1u4b, iii 1vrt и iv 1tgo). Цветные сферы отмечают границы пальмовых доменов: вставленный пальцевый домен (желтый), N-концевые домены (голубой и голубой) или С-концевой домен (пшеница). Дополнительные домены представлены в виде цветных сфер, соединенных от N- к С-концу пунктирной линией.b) Мультяшные модели структуры ДНК-полимеразы IV Sulfolobus solfataricus (i) ДНК-полимеразы I Bacillus stearothermophilus , (ii), обратной транскриптазы HIV-I (iii) и ДНК-полимеразы Thermococcus gorgonarius типа B (iv) ). Окрашены, как в A. c) Непрерывность последовательности определенных доменов, представленных в виде блоков от N- до C-конца.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0005084.g003

В полимеразных структурах всех групп каталитический домен пальмы включает ферредоксин-подобную складку (рис. 3а, зеленый), которая по-разному декорирована рядом дополнительные домены.Сама ферредоксиноподобная складка содержала различные дополнительные вторичные структурные элементы, укладывавшиеся на фоне консервативного β-листа (рис. 3а): домен ладони в группе I включал С-концевое расширение α/β, группа II включала N-концевое спиральное удлинение и группа III и IV включала С-концевую β-шпильку. Наши домены сильно различаются по размеру и шаровидности (рис. 3b: голубые и оранжевые домены). Кроме того, эти разные домены могут по-разному комбинироваться в одной структуре. Наблюдались многочисленные вставки доменов; следовательно, хотя все домены были компактными и модульными, не все были непрерывными последовательности (рис. 3с).Например, разрыв последовательности в домене зеленой пальмы был вызван вставкой домена желтых пальцев. Наши эволюционные соображения могли бы объяснить каждую из этих вставок доменов как возникающую в результате отдельных отдельных эволюционных событий. Кроме того, также наблюдались «вложенные» вставки, которые могли произойти из-за каскада вставок доменов (например, структурно компактный пурпурный домен вставлен в желтый домен, где сам желтый домен был вставлен в зеленый домен на рис. 3II).

В то время как домен ладони был наиболее консервативным и, следовательно, представлял собой эволюционную основную единицу полимеразных структур, домены большого пальца и пальца демонстрировали значительные топологические вариации. Структурное положение домена большого пальца было сохранено по отношению к ладони (рис. 3b, пшеница), хотя его последовательное расположение варьировало (рис. 3c, пшеница). Таким образом, определения домена большого пальца основывались на положении относительно ладони. Большие пальцы групп 1, III и IV были слиты с С-концом ладони, в то время как большие пальцы группы II были обнаружены N-концом ладони в виде вложенной вставки (рис. 3, светло-голубой).Кроме того, несмотря на сохранение преимущественно α-спиральной вторичной структуры, домены большого пальца демонстрировали низкое структурное сходство между группами и включали различные размеры и топологию α-спиралей. В отличие от доменов большого пальца, пальцы были определены на основе последовательного положения по отношению к домену ладони. Компонент пальцевого домена (рис. 3, желтый) всегда вставлялся в ладонный домен в одном и том же месте. Однако состав вторичной структуры пальцевого домена, топология и взаимодействие с соседними доменами различались.

Составные домены также наблюдались среди полимераз. Вместе с N-концевым доменом (рис. 3, голубой) вставки из пальцев групп III и IV образуют сложную глобулярную структуру с обширными междоменными взаимодействиями и общим гидрофобным ядром. Составной домен имел прерывистую последовательность (рисунок 3C, голубой, зеленый и желтый), и его образование нельзя было объяснить эволюционно одним событием вставки. Следовательно, мы не рассматриваем его как эволюционный модуль. Таким образом, составные домены представляли собой особый случай, когда расположение первичной последовательности и эволюционные соображения указывали на два отдельных домена, а структура предполагала комбинированное определение домена.

Помимо ладони, большого пальца и пальцев, полимеразные структуры включали различные дополнительные домены. Один из таких доменов напоминал топологию укладки, подобную рибонуклеазе H (подобную РНКазе H) (рис. 3b, оранжевый). Было обнаружено, что этот РНКазо-подобный домен по-разному расположен в первичной последовательности (рис. 3с, оранжевый) среди полимераз. Структуры в группах II и IV включали РНКазо-Н-подобные домены, N-концевые по отношению к обычным полимеразным компонентам, тогда как в группе III домен был С-концевым. Во всех структурах группы I отсутствует РНКазо-Н-подобный домен.Эти вариации иллюстрируют модульную перестройку доменов среди полимераз [11] и дают дополнительные сведения о границах доменов.

Обсуждение

Хотя биологи согласны с тем, что белки состоят из доменов и что анализ составляющих доменов важен для изучения всего белка, широко распространены разногласия относительно свойств и определения самих отдельных доменов. Таким образом, концепция домена (что такое домен?) и методы их определения в данном белке (как найти границы домена?) должны быть рассмотрены и являются необходимым условием для автоматизированного анализа различных свойств белка.Кроме того, возникают вопросы, касающиеся возможности предоставления согласованных определений доменов для белков на основе нескольких общих принципов. Эта работа, основанная на наборе топологически сложных белков, представляет собой шаг к достижению этих важных целей.

Что такое домен?

Пожалуй, самая большая трудность в предметных исследованиях — это отсутствие единого ответа на вопрос: что такое домен? Интересно, что можно предложить несколько «концепций» предметной области. Среди них стоит отметить следующие пять широко распространенных концепций.1) Функциональные домены характеризуются функциональной самостоятельностью и образуют единицы, достаточные для определенной, преимущественно ферментативной, активности. Поскольку функциональная характеристика белкового домена часто является основной целью, белковые домены обычно рассматриваются как функциональные домены. 2) Домены последовательности представляют собой области полипептидной цепи, которые могут быть обнаружены по сходству последовательностей и могут быть обнаружены в комбинации с другими доменами последовательности. Эти домены широко используются в анализе последовательностей, где неправильные границы подразумевают ошибочное разграничение консервативных областей.Поскольку на консервативные области полагаются методы поиска на основе профиля последовательности, такие как PSI-BLAST [23] и другие транзитивные стратегии для вывода о гомологии, важно правильное определение границ доменов. 3) Эволюционные домены представляют собой модули, которые могут перемещаться между белками посредством рекомбинации, транспозиции, перетасовки экзонов и других мутационных событий. Таким образом, их появление в контекстах разнородных доменов, при условии, что гомология может быть обнаружена по последовательности или структурному сходству, формирует основу определения эволюционного домена.4) Домены как единицы укладки были определены в первые дни изучения белков [2]. Эта концепция подразумевает, что изолированный домен способен к независимому фолдингу или, по крайней мере, обладает ядром фолдинга, которое может инициировать фолдинг белка. 5) Структурные домены определяются геометрически структурной компактностью, наличием гидрофобного ядра и более обширными аминокислотными взаимодействиями внутридоменными, а не междоменными. Такие домены необходимы для поиска структурного сходства.Для многих белков, например те, которые выглядят как «бусины на нитке» с доменами, которые хорошо отделены друг от друга, все 5 понятий могут привести к одному и тому же определению домена. Однако критерии, используемые для формулирования этих пяти концепций предметной области, весьма различны, и согласованное объединение этих концепций не всегда возможно. Когда домены взаимодействуют более тесно, разные концепции неизбежно приводят к разным определениям. В этой работе делается попытка согласовать некоторые из этих концепций домена на некоторых из наиболее топологически сложных примеров белковых цепей.

Альтернативные определения домена

Домены можно рассматривать как эволюционные единицы, которые потенциально могут перемещаться между белками, и являются естественной точкой зрения для исследований биоразнообразия. Это эволюционное соображение обеспечивает легкое руководство по идентификации доменов, когда сходство последовательностей между доменами из разных белков велико, даже если структуры доменов различаются. Однако когда труднее установить последовательность или даже структурное сходство с другими белками, определение домена становится особенно трудным. Эта трудность особенно заметна на границах доменов, где определение домена, как правило, возможно только с дополнительным учетом геометрических свойств, таких как структурная компактность и взаимодействие между остатками.

В результате биологической сложности и неопределенности эволюционных выводов одно определение домена может не отразить реальный процесс происхождения домена. Кроме того, из-за ограничений современных автоматизированных методов анализа последовательности и структуры такое определение одного домена может быть даже нежелательным.Вместо этого мы рассматриваем определения домена в 3 категориях; два из них («по последовательности» и «по структуре») представляют разные вероятные механизмы происхождения доменов, основанные на одних и тех же эволюционных соображениях. Третья категория «составных» доменов основана только на геометрических свойствах, а не на наших эволюционных соображениях. Мы также предоставляем дополнительную категорию «расширений», чтобы перечислить вызывающие полипептидные сегменты, которые различают определения «по последовательности» и «по структуре». Несмотря на эту специальную обработку, большинство доменов не различаются по определениям «по последовательности» и «по структуре» из-за отсутствия расширений.Тем не менее, мы перечисляем их отдельно в нашей базе данных для простоты использования автоматизированными методами. Таким образом, в нашей работе удается создать полную и непротиворечивую картину доменной структуры с эволюционной точки зрения для многих топологически сложных белков.

Явно фиксированное относительное расположение доменов необходимо для функционирования многих белков. Однако достижение этого фиксированного позиционирования может быть затруднено из-за одного линкера между ними. Соответственно, один домен часто включает терминальное расширение, которое достигает соседнего домена, обеспечивая стабильность за счет дополнительных взаимодействий.Это расширение можно структурно представить как часть взаимодействующей области. С эволюционной точки зрения включение расширения как части взаимодействующего домена предполагает сценарий вставки домена. Можно также предусмотреть альтернативный сценарий, в котором расширение может развиться из выступающего домена, предоставляя определения доменов с непрерывной последовательностью. В большинстве случаев реальные эволюционные механизмы, которые приводят к этой ситуации, остаются неясными: то есть вставка домена или добавление расширения к одному из доменов.Последовательное разрешение этой неопределенности приводит к нашим альтернативным определениям предметной области; например «по структуре» и «по последовательности». Термины «по последовательности» и «по структуре» относятся только к присвоению конечного расширения доменам, а не к методу идентификации домена. Первый , в определениях «по структуре» расширения назначаются взаимодействующему домену по структуре. Это приводит к прерывистой последовательности «предкового» домена (рис. 1b) и подразумевает, что один домен был вставлен в другой.Даже если этот эволюционный сценарий неточен, структурное определение остается значимым, поскольку удлинение часто занимает место в структуре, которое содержит тот же самый вторичный структурный элемент в структурно сходном однодоменном белке. Таким образом, рассмотрение удлинения как части взаимодействующего домена может быть полезным для поиска сходства на основе структуры и вывода о отдаленной гомологии. Второй , в определениях «по последовательности» расширению присваивается последовательность, непрерывная по отношению к домену, из которого оно простирается.Это определение приводит к меньшему количеству разрывов цепи внутри доменов. Следовательно, определение «по последовательности» приводит к минимально менее компактным и глобулярным структурным областям, чем наши определения «по структуре». Сохранение непрерывности последовательности и наличие последовательностей доменов без пробелов делает определения доменов «по последовательности» подходящими для анализа последовательностей. Многие определения доменов SCOP [5], не относящиеся к классу многодоменных белков, соответствуют нашим определениям «по последовательности», поскольку SCOP имеет тенденцию максимизировать непрерывность последовательностей доменов. Третий , мы перечисляем все эти терминальные расширения отдельно в базе данных для простоты идентификации и анализа.

Несколько отростков и вставок могут объединяться и образовывать компактную область с четко выраженным гидрофобным ядром. Эти области часто могут содержать тесно взаимодействующие вторичные структурные элементы и даже могут иметь общий β-слой. По нашему мнению, эти регионы не образуют домен, так как не являются эволюционно подвижными единицами, а являются лишь геометрическим объединением, возникающим в результате расширения на другие домены.Эти компактные области легко идентифицировать визуально и часто определяют как домены с помощью автоматизированных методов определения доменов. Поэтому мы создали четвертую категорию , называемую составными доменами, для размещения этих регионов. В дополнение к тому, что они образуются из расширений и вставок, некоторые составные домены также включают вставленные неглобулярные домены. Во всех случаях составные домены имеют прерывистую последовательность, но образуют компактные пространственные тела, которые не могут возникнуть в результате одного эволюционного события, такого как вставка домена. Таким образом, эти области чисто геометрические и в наших определениях не несут эволюционного смысла. Мы определяем их просто потому, что они появляются в стабильных конформациях, и кажется правдоподобным, что подобные топологии могут быть обнаружены в качестве эволюционного домена в других белках в будущем.

Наши альтернативные определения доменов предлагают разные точки зрения на происхождение домена, исходя из нескольких общих принципов. Поскольку реальные доказательства происхождения домена либо недостижимы, либо неполны, мы решили не ограничиваться одним оптимальным определением домена.Кроме того, недавние разработки в области вычислительных ресурсов предполагают, что объединение более точных последовательностей и структурных поисков, начиная с разных наборов запросов, не будет ограничивать в ближайшем будущем.

Определение домена вручную

Мы выбрали набор белков, наиболее сложных с точки зрения определения домена: весь класс SCOP [5] «многодоменных белков». SCOP объединяет эти белки в один класс, поскольку они содержат топологически разные домены (например,г. все-альфа, все-бета, альфа/бета и альфа+бета) тесно связаны друг с другом как структурно, так и функционально. Таким образом, «складка» этих белков определяется как многодоменная структура, даже если отдельные домены можно отнести к другим складкам SCOP. В результате SCOP не предоставляет доменных границ для этих белков, хотя часто упоминает типы доменов и их возможные классификации. Определения доменов SCOP являются надежным справочным материалом; однако рассматривать структуры в классе многодоменных белков как одиночные домены неверно из-за отсутствия границ остатков.Наша база данных дает эталонный набор тщательно определенных доменных границ для репрезентативного набора этих топологически сложных белков. Количество представителей структуры в нашем наборе данных близко соответствует количеству записей на уровне «белкового домена» иерархии SCOP. Таким образом, мы считаем, что наша база данных охватывает все потенциальные схемы доменов, каталогизированные в классе многодоменных белков SCOP.

Независимые эксперты-люди определяют большинство доменов одинаково [24]. Это наблюдение подразумевает, что биологически значимые определения доменов требуют опытных суждений, и контрастирует с явным несоответствием между результатами автоматических методов.Такие разногласия мы наблюдали в ходе текущей работы. В наших определениях доменов мы ошибаемся в пользу меньших доменов, а не объединяем несколько полипептидных сегментов в более крупные домены. Для новых и необычных доменов мы подчеркиваем дупликации меньшего размера и небольшие (20–40 остатков) геометрические образования с определенными гидрофобными ядрами. Однако мы воздержались от разделения хорошо известных доменов, таких как единица складки Россмана, на более мелкие части, например. на два дубликата, образующих двойную складку.

Во время ручного определения домена мы неоднократно выполняли определенные шаги.Хотя не все эти шаги требовались для определения каждого домена, было замечено, что они достаточно часты, чтобы вызвать особое упоминание. Мы обсуждаем их примерно в том порядке, в котором они вызывались. 1) Обнаружение структурно сходных белков с использованием методов структуры и последовательности. Сходные, но не идентичные белки (гомологи) показали различное расположение доменов. Выравнивание этих гомологов указывало на доменные границы, по крайней мере, для некоторых из доменов, что облегчало разграничение оставшихся доменов.Иногда наблюдалось, что непохожие белки (с низким показателем сходства) содержат похожий домен, который мы затем могли выровнять и очертить. Некоторые гомологичные структуры показали дополнительные домены на разных стадиях роста. Чтобы быть последовательным, мы определяли эти дополнительные домены только в том случае, если можно было различить гидрофобное ядро, в противном случае полипептидные сегменты рассматривались как петли. 2) Найдите возможные дупликации в данном белке. Структурные повторы, вероятно, образованы дупликациями и, таким образом, представляют собой отдельные эволюционные домены. 3) Попытка распознать канонические домены, такие как складка Россмана, ферредоксин-подобная складка, пучок из 4 спиралей, иммуноглобулин, Sh4 и OB-баррели и т. д. Этот шаг был ограничен нашим опытом. Однако частое обращение к соответствующей литературе частично облегчало проблему. Единственное решение этих ограничений состоит в том, чтобы фактически иметь эталонный набор доменов, именно то, что эта текущая работа делает шаг к решению. Такой набор ссылок можно было бы использовать даже во время поиска структуры на шаге 1 выше. 4) Идентифицировать потенциальные домены на основе наличия отдельных β-листов.Отдельные домены чаще всего содержали β-листы целиком. В редких случаях домены содержали более одного листа, которые, однако, были переплетены последовательностью (например, бета-сэндвич). 5) Идентифицировать потенциальные домены на основе пространственных скоплений α-спиралей. Идентификация ядра домена с помощью шагов 4 и 5 обычно была легкой. Однако положение доменного интерфейса иногда было неясным. Различие между внутридоменными и междоменными остаточными контактами иногда было трудно заметить. Некоторую помощь в этом отношении оказала ориентация боковых цепей остатков.В редких случаях мы обращались за помощью к обнаружению структурного сходства (шаги 1 и 3). 6) Рассматривайте домены как эволюционные модули, отмечая непрерывность последовательности и события вставки домена. Предпосылкой для наших определений доменов было то, что все домены с разрывом последовательности могли возникать только из-за вставок других доменов. Было замечено, что большинство автоматических методов определения домена терпят неудачу на этом этапе. 7) Отнести любые неназначенные пептидные сегменты к уже идентифицированным ядрам домена. Короткие (<20 остатков) сегменты были отнесены к существующим доменам.Более длинные сегменты были либо определены как новые домены, либо отнесены к существующим доменам на основании присутствия предполагаемого гидрофобного ядра. 8) Точные границы доменов были уточнены на основе ориентации и взаимодействий боковых цепей, а также суперпозиции структурно подобных доменов.

Возможные приложения для базы данных домена

Возможно несколько применений нашей базы данных домена. 1) Базу данных можно использовать для обучения и тестирования алгоритмов автоматического определения доменов, поскольку это единственная база данных, которая предоставляет определения доменов для топологически наиболее сложных белковых цепей.2) База данных может использоваться для изучения доменных взаимодействий, интерфейсов и топологии. Кроме того, разнообразие комбинаций доменов позволяет базе данных служить эталоном для возможных архитектур доменов. 3) Наши критерии ручного определения домена, наблюдения и подводные камни могут быть полезны при разработке алгоритма автоматического определения домена, который рассматривает модульные эволюционные единицы как домены. 4) Компактная природа наших структурных доменов указывает на возможные единицы сворачивания или ядра, и их анализ может улучшить понимание методов сворачивания белков и прогнозирования структуры.5) Биологи, заинтересованные в конкретных белках, каталогизированных в нашей базе данных, могут сделать вывод о функциональных и эволюционных единицах, которые могут быть выделены для биохимических исследований. 6) Хотя наши составные домены собраны из нескольких сегментов последовательности, которые не предполагают мобильных эволюционных единиц, такие собранные домены могут напоминать эволюционные домены в других белках. В качестве будущей работы такие результаты могут дать аналогичные пары доменов, полезные для анализа конвергенции в эволюции белков.

Материалы и методы

Подготовка набора данных

Набор данных структуры.

Для работы был использован набор данных из 157 цепей PDB [20], представляющих класс «мультидоменных белков» SCOP [5] (версия 1.73). Каждый представитель структуры был выбран из одного кластерного набора, предоставленного ASTRAL [25]. ASTRAL предоставил эти кластерные наборы, начиная с цепочек PDB в SCOP, с идентичностью последовательностей менее 40%. Модифицированные имена остатков в файлах PDB (обозначенные идентификатором записи MODRES) были преобразованы в соответствующие имена остатков стандартного генетического кода.Информация о вторичной структуре была сгенерирована PALSSE [26] и включена в файлы PDB.

Набор данных предполагаемого домена (из CATH [6] и автоматизированных методов).

Границы домена, определенные CATH (версия 3.0), были получены для справки и сравнения. Назначение структурных доменов с помощью PDP [17] и Domak [16] также помогло быстро идентифицировать потенциальные домены. Domak был запущен с несколькими параметрами, отличными от значений по умолчанию. Параметры были выбраны на основе ручного наблюдения за доменами, которые Домак определил для 100 случайно выбранных структур из PDB.Четыре из этих параметров были предназначены для увеличения охвата остатков и были установлены на идентичные значения (MIN_PEAK_BLO_C = MIN_PEAK_SS_ONLY_BLO_C = MIN_PEAK_BLO_DC = MIN_PEAK_SS_ONLY_BLO_DC = 80). Минимальная доля внутридоменных контактов («значение разделения») была увеличена для получения более отчетливых доменов (MIN_PEAK_C = MIN_PEAK_DC = MIN_PEAK_MC = 15). Наконец, была увеличена минимальная требуемая доля содержания вторичной структуры, выше которой будут использоваться исключительно контакты вторичной структуры (в отличие от контактов остатков) (MIN_SS_PER = 0. 8).

Проверка характеристик домена

Визуальная проверка координат структуры была необходима для определения свойств, важных для определения домена. Ряд структурных характеристик помог определить границы доменов. Наиболее важными из этих характеристик были упаковка и топология вторичной структуры, глобулярность [3], [7] и гидрофобные ядра [27]. Кроме того, оценка структурного сходства и оценка эволюционных модулей помогли найти консервативные домены и определить доменные границы [10], [12].Сравнение полученных вручную определений доменов с определениями, полученными из доступных баз данных, автоматизированных методов и опубликованной литературы, помогло уточнить наши определения для сложных случаев.

Процедура определения домена вручную

Наш метод можно разделить на два этапа; начальный шаг (шаг 1) определения количества и общего положения доменов и (шаг 2) последующее уточнение границ доменов. Поскольку уточнение границ домена (шаг 2) также включает присвоение домену структурных расширений, этот шаг повлиял на последовательное расположение и модульное представление наших доменов. Эта последовательная перестановка иногда требовала изменения номеров доменов (шаг 1) из-за нашего представления о том, что домены можно перестраивать по модулям. Таким образом, мы следовали итеративному методу определения домена с помощью вышеупомянутых двух широких шагов.

Идентификационный номер и общее положение доменов.

Набор данных о предполагаемых доменах (описанный выше) помог нам получить информацию о потенциальных доменах. В большинстве случаев структурно отличные компактные области легко разбивались на домены автоматизированными методами.Мы рассмотрели эти предполагаемые домены как ядра доменов и попытались переопределить домены, возникающие из этих ядер. Однако автоматизированные методы иногда показывали явные ошибки в определении домена. Крупные и легко узнаваемые складки, такие как Rossmann, и PIN-домен иногда были чрезмерно разделены. Для этих узнаваемых складок наше рассмотрение ядер доменов было изменено по сравнению с тем, что было предложено автоматическими методами. В комплементе более мелкие складки в непосредственной близости, такие как ферредоксин-подобные, РНКаза-H, 4-спиральный пучок, иммуноглобулин, баррели Sh4 и OB, были объединены автоматическими методами, и более одной складки были отнесены к одному домену.Для этих складок мы полагались на визуальную оценку упаковки вторичной структуры и предполагаемое присутствие гидрофобных областей для идентификации структурно компактных и глобулярных ядер доменов. Небольшие цинксвязывающие домены обнаруживали по присутствию ионов металлов и проксимальных остатков гистидина и цистеина. Соседние складки были тщательно изучены в отношении топологии на наличие признаков дублирования. Дублированные домены в структуре определялись ручным наблюдением и последовательностью и структурным выравниванием.

Уточнение границ доменов.

Границы доменов были уточнены для назначения доменов, которые были модульными как по последовательности, так и по структуре. Возможность того, что эти модули могут перестраиваться в процессе эволюции белка, рассматривалась и выражена в наших определениях. Уточнению границ способствовало сравнение всех похожих доменов в одном и том же надсемействе SCOP [5] в нашем наборе данных, которые мы считали эволюционно связанными. Сходство потенциальных доменов оценивали по структурным выравниваниям, сгенерированным DaliLite [28], где мы рассматривали выровненные остатки для определения консервативных областей домена.Таким образом, доменные границы были установлены согласованными между структурно сходными и, предположительно, эволюционно родственными доменами. Там, где подобные домены были недоступны, границы доменов определяли, наблюдая за геометрией основной цепи полипептида и остатков боковой цепи. Наше предположение, что модульные домены перестраиваются во время эволюции белка, сыграло роль в определении доменных границ. В местах вставки домена изучали геометрию полипептидного остова, чтобы соотнести пространственно проксимальные остатки с наследственным доменом.Кроме того, мы предположили большее взаимодействие боковой цепи между внутридоменными, а не междоменными остатками.

Непрерывность последовательности и определения альтернативных доменов.

Наша приверженность модульным определениям доменов обеспечила непрерывность последовательности для отдельных доменов; если также не присутствовали дополнительные вставленные домены (за исключением составных доменов, описанных далее в этом разделе). Таким образом, для n доменов, вставленных в домен A , было определено, что домен A состоит из n +1 полипептидных сегментов.Однако для некоторых пар соседних доменов было обнаружено, что один из доменов содержит концевые структурные расширения, взаимодействующие с соседним доменом. Альтернативные определения были предоставлены везде, где эти расширения были идентифицированы как вторичный структурный элемент (спираль α или слой β). Мы определили терминальное расширение « по структуре », обеспечивающее структурную компактность расширения до ядра домена. Это соображение привело к определению, в котором один домен был вставлен в другой. Кроме того, мы определили терминальный экстенсон « по последовательности », обеспечивающий непрерывность последовательности каждого домена. Эта альтернатива привела к определению, в котором домены оказались окончательно слитыми по последовательности, без разрывов ни в одном из них. Составные домены составляют третью категорию наших определений доменов и основаны только на структурной компактности. В редких случаях вторичные структурные расширения и вставки к доменам, а также неглобулярные домены образовывали структурно компактную область, в которой можно было обнаружить гидрофобное ядро.Мы определяем эти области как составные домены, хотя они имеют прерывистую последовательность, но не содержат вставленных доменов.

Благодарности

Hua Cheng предоставил альтернативный набор ручных определений доменов для некоторых белков и полезное обсуждение. Мод. Waseem Akhtar провел полезное обсуждение и просмотрел рукопись.

Вклад авторов

Инициатор и спроектировал эксперименты: Н. Г. Выполняли опыты: И.М. Проанализированы данные: ИМ ЛНК Н.Г.Предоставленные реагенты/материалы/инструменты для анализа: NG. Написал статью: ИМ ЛНК НГ. Настроили онлайн-базу данных и составили рукопись: IM. Определенные вручную домены: IM LNK NG. В редакции рукописи: ЛНК Н.Г. Автор проекта: Н.Г.

Каталожные номера

1. 1. Джанин Дж., Чотия С. (1985) Домены в белках: определения, расположение и структурные принципы. Методы Enzymol 115: 420–430.
2. 2. Phillips DC (1966) Трехмерная структура молекулы фермента.Sci Am 215: 78–90.
3. 3. Ветлауфер Д.Б. (1973)Нуклеация, быстрая укладка и глобулярные внутрицепочечные области в белках. Proc Natl Acad Sci U S A 70: 697–701.
4. 4. Роуз Г.Д. (1979)Иерархическая организация доменов в глобулярных белках. Дж. Мол. Биол. 134: 447–470.
5. 5. Мурзин А.Г., Бреннер С.Е., Хаббард Т., Чотия С. (1995) SCOP: база данных структурной классификации белков для исследования последовательностей и структур. Дж. Мол. Биол. 247: 536–540.
6. 6. Грин Л.Х., Льюис Т.Е., Аддоу С., Кафф А., Даллман Т. и др. (2007) База данных доменной структуры CATH: новые протоколы и уровни классификации дают более полный ресурс для изучения эволюции. Рез. нуклеиновых кислот 35: D291–297.
7. 7. Левитт М., Чотиа С. (1976) Структурные паттерны глобулярных белков. Природа 261: 552–558.
8. 8. Zehfus MH, Rose GD (1986) Компактные единицы в белках. Биохимия 25: 5759–5765.
9. 9.Ветлауфер Д.Б., Ристоу С. (1973)Познание трехмерной структуры белков. Annu Rev Biochem 42: 135–158.
10. 10. Hegyi H, Bork P (1997) О классификации и эволюции белковых модулей. J Protein Chem 16: 545–551.
11. 11. Рассел Р.Б. (1994) Вставка домена. Белок Eng 7: 1407–1410.
12. 12. Барон М., Норман Д.Г., Кэмпбелл И.Д. (1991) Белковые модули. Trends Biochem Sci 16: 13–17.
13. 13. Оренго К.А., Джонс Д.Т., Торнтон Дж. М. (1994)Суперсемейства белков и суперскладки доменов.Природа 372: 631–634.
14. 14. Chothia C, Lesk AM (1986) Связь между расхождением последовательности и структурой в белках. EMBO J 5: 823–826.
15. 15. Мурзин А.Г. (1998) Насколько далеко заходит дивергентная эволюция белков. Curr Opin Struct Biol 8: 380–387.
16. 16. Сиддики А.С., Бартон Г.Дж. (1995)Непрерывные и прерывистые домены: алгоритм автоматического создания надежных определений белковых доменов. Белковая наука 4: 872–884.
17. 17. Александров Н., Шиндялов И. (2003) PDP: синтаксический анализатор белковых доменов. Биоинформатика 19: 429–430.
18. 18. Веретник С., Борн П.Е., Александров Н.Н., Шиндялов И.Н. (2004) На пути к последовательному назначению структурных доменов в белках. Дж. Мол Биол 339: 647–678.
19. 19. DeLano WL (2002) Система молекулярной графики PyMOL
20. 20. Berman HM, Westbrook J, Feng Z, Gilliland G, Bhat TN, et al. (2000) Банк данных о белках.Нуклеиновые кислоты, рез. 28: 235–242.
21. 21. Камада К., Хориучи Т., Осуми К., Симамото Н., Морикава К. (1996)Структура белка-терминатора репликации в комплексе с ДНК. Природа 383: 598–603.
22. 22. Августин М.А., Хубер Р., Кайзер Дж.Т. (2001)Кристаллическая структура ДНК-зависимой РНК-полимеразы (ДНК-примаза). Nat Struct Biol 8: 57–61.
23. 23. Альтшул С.Ф., Мэдден Т.Л., Шаффер А.А., Чжан Дж., Чжан З. и др. (1997) Gapped BLAST и PSI-BLAST: новое поколение программ поиска белковых баз данных.Нуклеиновые кислоты Рез. 25: 3389–3402.
24. 24. Кинч Л.Н., Врабл Дж.О., Кришна С.С., Маджумдар И., Садреев Р.И. и др. (2003) CASP5 оценка предсказаний цели распознавания складки. Белки 53: Приложение 6395–409.
25. 25. Chandonia JM, Hon G, Walker NS, Lo Conte L, Koehl P, et al. (2004) Сборник ASTRAL в 2004 г. Nucleic Acids Res 32: D189–192.
26. 26. Маджумдар И. , Кришна С.С., Гришин Н.В. (2005) PALSSE: программа для выделения линейных вторичных структурных элементов из белковых структур.BMC Биоинформатика 6: 202.
27. 27. Swindells MB (1995)Процедура обнаружения структурных доменов в белках. Наука о белках 4: 103–112.
28. 28. Холм Л., Парк Дж. (2000) Рабочий стол DaliLite для сравнения структуры белков. Биоинформатика 16: 566–567.

Определение белкового продукта | Law Insider

Связанный с

Лицензионный продукт означает любой продукт или его часть, который: полезно при выполнении Лицензионной услуги.

сложное изделие означает изделие, состоящее из нескольких компонентов, которые можно заменять, допуская разборку и повторную сборку изделия.

Биоаналог продукта означает в отношении конкретного продукта в стране фармацевтический продукт, который (a) содержит аналитически сравнимый или идентичный активный ингредиент (ингредиенты), как такой продукт, (b) одобрен для использования в такой стране в соответствии с процессом утверждения регулирующими органами, регулирующим утверждение непатентованных, взаимозаменяемых или биоподобных биологических препаратов на основе действующих на тот момент стандартов для утверждения регулирующими органами в такой стране, независимо от того, было ли такое одобрение регулирующих органов полностью или частично основано на клинических данных, полученных Сторонами в соответствии с к настоящему Соглашению или было получено с использованием какого-либо другого типа сокращенного или ускоренного процесса утверждения и (c) продается в той же стране, что и такой Продукт, любой Третьей стороной, которая не является Сублицензиатом BMS или ее Аффилированных лиц и не приобрела такой продукт в цепочка распространения, включающая любую из BMS, ее Аффилированных лиц или ее Сублицензиатов.

Комбинированный продукт означает продукт, который состоит или содержит совместное соединение в качестве активного ингредиента вместе с одним (1) или более другими активными ингредиентами и продается либо в виде фиксированной дозы/единицы, либо в виде отдельных доз/единиц в единый пакет.

Терапевтический продукт означает продукт медицинского назначения, отнесенный к категории терапевтических продуктов в Первом приложении к Закону;

Совместный продукт означает любой продукт, который содержит одно или несколько открытых соединений РНКи в качестве активного ингредиента(ов).

Яичный продукт означает все или часть содержимого яйца, отделенного от скорлупы и пастеризованного на предприятии по переработке пищевых продуктов, с добавлением или без добавления ингредиентов, предназначенного для потребления человеком, такого как высушенные, замороженные или жидкие яйца. . Сюда не входят продукты, которые содержат яйца только в относительно небольшой пропорции, например, смеси для тортов.

Лицензированное соединение означает (a) 3,4-диаминопиридин, химическая структура которого указана в Приложении B-2; и (b) любые производные, изомеры, метаболиты, пролекарства, кислотные формы, основные формы, солевые формы или модифицированные версии такого соединения в (а).

Непатентованный продукт означает в отношении Продукта в конкретной регулирующей юрисдикции любой фармацевтический продукт, который (a) (i) содержит те же активные фармацевтические ингредиенты, что и такой Продукт, для того же пути введения, что и этот Продукт, и одобрен регулирующим органом в такой стране; или (ii) имеет рейтинг A/B (определение приведено ниже) в отношении такого Продукта или иным образом одобрен Регулирующим органом в такой стране в качестве замещающего дженерика для такого Продукта; и (b) продается в такой юрисдикции Третьей стороной, которая не является Сублицензиатом и не приобрела такой продукт у Aptose или ее Аффилированных лиц или Сублицензиатов. Для целей этого определения «рейтинг A/B» означает для США «терапевтически эквивалентный», как определено FDA, с применением определения «терапевтически эквивалентного», изложенного в предисловии к действующему на тот момент изданию FDA. публикация «Одобренные лекарственные препараты с оценкой терапевтической эквивалентности» и, за пределами США, такое эквивалентное определение соответствующего регулирующего органа.

Молочный продукт означает масло, натуральный или плавленый сыр, сухое цельное молоко, обезжиренное сухое молоко, сухую пахту, сухую сыворотку, сгущенное цельное или обезжиренное молоко, сгущенное цельное молоко и сгущенное обычное или обезжиренное молоко с сахаром.

Продукт каннабиса означает каннабис, который подвергся процессу, в ходе которого растительный материал был преобразован в концентрат, включая, помимо прочего, концентрированный каннабис, или пищевой или местный продукт, содержащий каннабис или концентрированный каннабис и другие ингредиенты.

Средство для полировки пола означает средство, предназначенное для восстановления изношенного покрытия пола в сочетании с машиной для полировки пола и специальной губкой.

Роялти-продукт означает либо (a) Роялти-продукт Alnylam, либо (b) Роялти-продукт Inex.

Парообразный продукт означает негорючий продукт, содержащий никотин, в котором используется нагревательный элемент, источник питания, электронная схема или другие электрические, химические или механические средства, независимо от формы или размера, которые могут использоваться для производства пара из никотина или в раствор или другая форма. Парообразные продукты включают электронную сигарету (электронную сигарету), электронную сигару, электронную сигариллу, электронную трубку или аналогичный продукт или устройство, а также картридж для пара или другой контейнер с никотином в растворе или другой форме, который предназначен для использования с или в электронная сигарета (электронная сигарета), электронная сигара, электронная сигарилла, электронная трубка или аналогичный продукт или устройство.

Молочный продукт или «молочный продукт» означает творог, сухой творожный творог, обезжиренный творог, обезжиренный творог, сливки, легкие сливки, легкие взбитые сливки, жирные сливки, жирные взбитые сливки, взбитые сливки, взбитые легкие сливки, сметана, сметана кисломолочная, сметана кисломолочная, полукислая, кислая полукислая, кислая полукислая, кислая полукислая, восстановленное или рекомбинированное молоко и молочные продукты, концентрированное молоко, концентрированные молочные продукты, обезжиренное молоко, обезжиренное молоко, концентрат замороженного молока, ароматизированное молоко, гоголь-моголь, пахта, кисломолочный продукт, кисломолочный обезжиренный молочный продукт, кисломолочный обезжиренный молочный продукт, йогурт, нежирный йогурт, обезжиренный йогурт, подкисленное молоко, подкисленное обезжиренное молоко, кисломолочное обезжиренное молоко, молоко с пониженным содержанием натрия, обезжиренное молоко с пониженным содержанием натрия, обезжиренное молоко с пониженным содержанием натрия, молоко со сниженным содержанием лактозы, обезжиренное молоко со сниженным содержанием лактозы, обезжиренное молоко со сниженным содержанием лактозы, асептически обработанное и упакованное молоко, молочные продукты с добавлением безопасных и подходящий микробный организм s и любой другой молочный продукт, полученный путем добавления или удаления молочного жира или добавления безопасных и подходящих необязательных ингредиентов для обогащения белком, витаминами или минералами. Если продукт не считается молочным продуктом в этом подразделе, молочный продукт не включает диетические продукты, детские смеси, мороженое или другие десерты, сыр или масло. Молочные продукты включают следующее:

Аэрозольный продукт для покрытия означает находящийся под давлением продукт для покрытия, содержащий пигменты или смолы, который распределяет ингредиенты продукта с помощью пропеллента и упакован в одноразовую банку для ручного нанесения или для использования в специализированных оборудование для наземного движения/маркировки.

Лицензионные продукты означает материальные материалы, которые в процессе производства, использования, продажи или импорта подпадают под действие одного или нескольких пунктов Лицензионных патентных прав, которые не были признаны непатентоспособными, недействительными или не имеющими юридической силы необжалуемое или не подлежащее обжалованию решение суда компетентной юрисдикции.

Продукт означает производимый продукт, даже если он предназначен для последующего использования в другой производственной операции;

Лицензированный производитель означает физическое или юридическое лицо, имеющее лицензию на производство медицинского каннабиса.

Табачные изделия означает любое вещество, содержащее табачный лист, включая, помимо прочего, сигареты, сигары, трубочный табак, табак для кальяна, нюхательный табак, жевательный табак, табак для макания, биди, бланты, сигареты с гвоздикой или любые другие табачные изделия. ; и любой продукт или состав вещества, содержащий биологически активное количество никотина, который производится, продается, предлагается для продажи или иным образом распространяется с расчетом на то, что продукт или вещество будет введено в организм человека путем вдыхания; но не включает какие-либо продукты для прекращения курения, специально одобренные США.S. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов для лечения никотиновой или табачной зависимости.

Лицензированные соединения означает любое соединение(я) EZH3, которое:

Связанный продукт в контексте настоящего LSA № 4 означает, что каждая поставляемая единица указанных Авторизованных устройств SEC будет содержать Adobe PostScript(R)3( ТМ).

Пищевой продукт каннабиса означает продукт каннабиса, который предназначен для использования, полностью или частично, для потребления человеком, включая жевательную резинку, но не ограничиваясь ею, но исключая продукты, указанные в Разделе 15 (начиная с Раздела 32501). ) Продовольственного и сельскохозяйственного кодекса.Съедобный продукт каннабиса не считается пищевым продуктом, как это определено в разделе 109935 Кодекса здоровья и безопасности, или наркотиком, как это определено в разделе 109925 Кодекса здоровья и безопасности.

Комбинированные продукты означает любой продукт, содержащий как фармацевтически активный агент или ингредиент, который составляет Лицензионный продукт, так и один или несколько других фармацевтически активных агентов или ингредиентов, которые не являются Лицензированными продуктами.

Конечный продукт означает продукт, который не используется в производстве других продуктов и предназначен для использования на открытом воздухе, при условии, что конечный продукт не испортился или иным образом не стал потенциальным источником загрязняющих веществ.