CATH — иерархическая классификация структур белковых доменов

Введение: В ходе эволюции белков возникают семейства структурно родственных белков, идентичность последовательностей в которых может быть крайне низкой. Поэтому классификация на основе структуры помогает выявлять неожиданные связи между известными структурами и, в оптимальных случаях, определять функцию белка. Число известных структур белков постоянно растёт, и классифицировать их вручную становится невозможно; для быстрой оценки структур необходимы автоматизированные методы.

Результаты: Представлена полуавтоматическая процедура построения новой иерархической классификации структур белковых доменов (CATH). В классификации выделены четыре основных уровня: класс белка (C), архитектура (A), топология (T) и гомологичное надсемейство (H). Класс — наиболее простой уровень, который описывает состав элементов вторичной структуры каждого домена. Архитектура отражает форму, определяемую взаимной ориентацией элементов вторичной структуры, например образование бочонков и сэндвичей. На уровне топологии учитывается порядок соединения этих элементов, поэтому домены одной архитектуры могут иметь существенно различную топологию. Если структуры одного уровня T обладают достаточно высоким сходством и сходными функциями, белки считают эволюционно родственными и относят к одному гомологичному надсемейству.

Выводы: Анализ структурных семейств, выделенных в CATH, выявляет характерные особенности пространства структур белков. Почти треть гомологичных надсемейств (уровней H) относится к десяти крупным группам уровня T, названным суперфолдами; почти две трети этих надсемейств объединяются в девять простых архитектур. База данных хорошо охарактеризованных семейств белковых структур, таких как CATH, поможет устанавливать связи между структурой, функцией и эволюцией как известных, так и вновь определённых структур белков.