Филогенетический анализ структур ADAMTS-4 и ADAMTS-5

Автор: Корчагина Анастасия Александровна, Крылов Павел Андреевич

Журнал: Природные системы и ресурсы @ns-jvolsu

Рубрика: Биология и биотехнология

Статья в выпуске: 1 т.10, 2020 года.

Бесплатный доступ

Резюме: ADAMTS-4 и -5 являются аггреканазами, которые участвуют в развитии остеоартроза путем разрушения аггрекана в различных сайтах связывания, из которых наиболее важную роль в патогенезе играет расщепление в связи Glu373-Ala374. Поэтому их изучение является актуальной задачей и по сей день. В настоящий момент уже изучены структурные особенности данных ферментов, однако не достаточно понятно влияние эволюционного развития на их функции и ферментативную активность. В данной работе были проведены исследования insilico. Они заключаются в построении филогенетических деревьев методом максимального правдоподобия в программе MEGA X, установлении изменений в структурах, произошедших в процессе эволюции, и их возможное влияние на ферментативную активность. Помимо этого, был определен организм, наиболее подходящий для экспериментальных исследований. В ходе данного исследования для анализа эволюционных изменений были изучены последовательности организмов из различных семей: Лосось, Цесарка, Лягушка, Питон, Кролик, Леопард, Горилла, Человек. Длины данных последовательностей приблизительно равны, при выравнивании структуры не сильно отличаются. При исследовании построенных по данным последовательностям деревьев было обнаружено, что их структура сильно отличается только в начале, в районе сигнальной поверхности и продомена, в остальной же части изменения незначительны. Также был проведен анализ филогенетических деревьев для определения организма, обладающего наиболее схожей с человеческой структурой и следовательно наиболее подходящего для исследований in vivo. Были исследованы структуры: Бык, Верблюд, Свинья, Осел, Кролик, Крыса, Мышь, а также Человек. Наиболее схожей структурой обладает кролик и следовательно он является более подходящим для экспериментальных исследований.

Еще

Филогенетические деревья, структура, домены, остеоартроз

Короткий адрес: https://sciup.org/149131484

IDR: 149131484   |   DOI: 10.15688/nsr.jvolsu.2020.1.1

Список литературы Филогенетический анализ структур ADAMTS-4 и ADAMTS-5

  • A Disintegrin and Metalloproteinase with Thrombospondin Motifs-5 (ADAMTS-5) Forms Catalytically Active Oligomers / H. J. Kosasih [et al.] // J Biol Chem. - 2016. - Vol. 291, № 7. - P. 3197-3208. -DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.M115.704817.
  • ADAMTS4 Cleaves at the Aggrecanase Site (Glu373-Ala374) and Secondarily at the Matrix Metalloproteinase Site (Asn341-Phe342) in the Aggrecan Interglobular domain / J. Westling [et al.] // J Biol Chem. - 2002. - Vol. 277, № 18. - P. 1605916066. - DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.M108607200.
  • Aggrecanolysis in Human Osteoarthritis: Confocal localization and Biochemical Characterization of ADAMTS5-hyaluronan Complexes in Articular Cartilages / A. Plaas [et al.] // Osteoarthritis Cartilage. -2007. - Vol. 15, № 7. - P. 719-734. - DOI: https://doi.org/ 10.1016/j .joca.2006.12.008.
  • Autocatalytic Cleavage of ADAMTS-4 (Aggrecanase-1) Reveals Multiple Glycosaminoglycan-binding Sites. / C.R. Flannery [et al.] // J Biol Chem. -2002. - Vol. 277, № 45. - P. 42775-42780. - DOI: https:// doi.org/10.1074/jbc.M205309200.
  • Gomis-Rüth, F. X. Catalytic Domain Architecture of Metzincin Metalloproteases / F. X. Gomis-Rüth // J Biol Chem. - 2009. - Vol. 284, № 23. - P. 1535315357. - DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.R800069200.
  • Relative Messenger RNA Expression Profiling of Collagenases and Aggrecanases in Human Articular Chondrocytes in vivo and in vitro / B. Bau [et al.] // Arthritis Rheum. - 2002. - Vol. 46, № 10. -P. 2648-2657. - DOI: https://doi.org/10.1002/art. 10531.
  • Roughley, P. J. The Role of Aggrecan in Normal and Osteoarthritic Cartilage. / P. J. Roughley, J. S. Mort // Journal of Experimental Orthopaedics. -2014. - Vol. 1, № 8. - P. 1-11. - DOI: https://dx.doi.org/ 10.1186%2Fs40634-014-0008-7.
  • Structural and Inhibition Analysis Reveals the Mechanism of Selectivity of a Series of Aggrecanase Inhibitors / M. D. Tortorella [et al.] // The Journal of Biological Chemistry. - 2009. - Vol. 284, № 36. -P. 24185-24191. - DOI: https://doi.org/10.1074/ jbc.M109.029116.
  • Tang, B.L. ADAMTS: a Novel Family of Extracellular Matrix Proteases. / B.L. Tang // Int J Biochem Cell Biol. - 2019. - Vol. 33, № 1. - P. 33-44. -DOI: https ://doi. org/10.1016/s1357-2725(00)00061-3.
  • The ADAMTS metalloproteinases. / S. Porter [et al.] // Biochem J. - 2005. - Vol. 386, № 1. - P. 15-27. -DOI: https://doi.org/10.1042/BJ20040424.
  • The Role ofADAM-TS4 (Aggrecanase-1) and ADAM-TS5 (Aggrecanase-2) in a Model of Cartilage Degradation. / M.D. Tortorella [et al.] // Osteoarthritis Cartilage. - 2001. - Vol. 9, № 6. - P. 539-552. - DOI: https://doi.org/10.1053/joca.2001.0427.
  • Transgenic Mice with Inactive Alleles for Procollagen N-proteinase (ADAMTS-2) Develop Fragile Skin and Male Sterility. / S.W. Li [et al.] // Biochem J. -2001. - Vol. 355. - P. 271-278. - DOI: https://doi.org/ 10.1042/0264-6021:3550271.
Еще
Статья научная