3.4: Protein Aileleri
Protein aileleri homolog protein gruplarıdır, yani amino asit sekanslarında ve üç boyutlu yapılarda benzerlikler içerirler. Protein aileleri genellikle bir genin ek bir kopyasının bir organizmanın genomuna yerleştirildiği gen duplikasyonu nedeniyle ortaya çıkar. Amino asitleri değiştiren ancak yine de proteinin düzgün bir şekilde sentezlenmesine izin veren mutasyonlar, yeni protein ailesi üyelerine yol açmaktadır. Bu yeni proteinler anahtar yerlerde benzer amino asitler içeriyorsa, protein alanları ve muhtemelen genel üç boyutlu yapı benzer kalabilir. Bir aile içindeki proteinler, %30'a kadar düşük derecelerde amino asit dizisi homolojisine sahip olabilir, ancak yine de ilgili işlevleri yerine getirebilirler.
Protein Süperfamilyaları
Protein süperfamilyaları, daha uzak bir atadan evrimleşmiş daha büyük protein gruplarıdır. Genellikle bir protein ailesine kıyasla daha düşük sekans homolojisine sahiptirler, ancak yine de önemli yapısal özelliklere sahiptirler. Her süperfamilya, daha yakından ilişkili yapılara ve işlevlere sahip birkaç protein ailesi içerebilir. Bazı büyük aileler alt ailelere de ayrılmaktadır. Proteinlerin bir süperfamilyaya, aileye veya alt aileye ait olup olmadığına dair kesin ayrım, sınıflandırma sistemleri arasında değişkenlik gösterebilir ve protein dizisi ve yapısal veri miktarı artmaya devam ettikçe değişmektedir.
İmmünoglobulin protein süperfamilyası (IgSF) en büyük protein süperfamilyalarından biridir; insan genomunda 700'den fazla süperfamilya üyesi bulunur. Süperfamilyanın tüm üyeleri bir veya daha fazla immünoglobulin (Ig) alanı içerir. Bu alan, iki anti-paralel beta-tabaka içeren bir sandviçten oluşan benzersiz bir üç boyutlu yapıya sahiptir ve çoğu hücre yapışması veya ligand bağlanmasında rol oynar. IgSF, antijen reseptörleri, hücre adezyon molekülleri (CAMs), hücre iskeleti proteinleri ve çeşitli büyüme faktörü ve sitokin reseptör grupları dahil olmak üzere birçok aile içerir. Daha büyük ailelerin birçoğu alt ailelere ayrılmıştır. Antijen reseptör ailesi ayrıca alt ailelere ayrılabilir: antikor veya immünoglobulin ailesi ve T hücre reseptör ailesi; CAMs, nCAM, ICAM ve CD2 ile ilgili protein ailelerine ayrılabilir.
Sınıflandırma Veritabanları
Protein ailesi sınıflandırmaları, bilim adamlarının proteinler arasındaki fonksiyonel ve evrimsel ilişkileri anlamalarını sağlar. Bilinen protein ailelerini aramak veya yeni keşfedilen proteinleri sınıflandırmak için çeşitli çevrimiçi kaynaklar kullanılabilir. Pfam, bir bilim insanının bilinen proteinleri ve aile üyelerini arayabileceği çeşitli çevrimiçi veritabanlarından biridir. Bir araştırmacı, dizi benzerliği nedeniyle bilinen bir protein ailesine ait olup olmadığını görmek için yeni keşfedilen bir proteinin amino asit dizisini de girebilir. Aile üyeleri genellikle benzer yapılara ve işlevlere sahip olduklarından, bu işlem yeni proteinin olası rolü konusunda test edilebilir bir hipotez sağlayabilir.