Статьи автора

Разделение стандартного набора аминокислот на группы в соответствии с их эволюционным возрастом

Номер выпуска 2 от 14.09.2025

Принято считать, что существующий набор протеиногенных аминокислот, кодируемых стандартным генетическим кодом, сформировался поэтапно в ходе эволюции. В большинстве исследований в число ранних входят Ala, Asp, Glu, Gly, Ile, Leu, Pro, Ser, Thr и Val, предположительно имеющие внеземное происхождение. Однако в других работах в качестве консенсусного выбран список ранних аминокислот, в котором место Ile занимает Arg. Мы сравнили различия ранних и поздних аминокислот по совокупности их физико-химических свойств (база данных AAindex). Между бинарными списками с Ile и Arg и каждым AA-индексом вычислены точечно-бисериальный коэффициент корреляции r_pb, t- критерий Стьюдента и его достоверности – p-value. Поскольку в общей сложности получено 2 × 553 значений p-value, проблему множественных сравнений решили с помощью коррекции по Бонферрони и метода Бенджамини–Хохберга. Далее мы использовали метод 2B-PLS, который применяется к двум различным наборам признаков, относящихся к одним и тем же объектам, для поиска общей для них информации. В качестве первого набора взяли бинарные списки по Трифонову (Arg) и Вонгу (Ile), в качестве второго – 553 АА-индекса. Максимальную корреляцию и со списком с Ile, и с Arg (1.0 и 0.8 соответственно) продемонстрировал двоичный AA-индекс CHAM830108, характеризующий способность аминокислоты быть донором заряда: поздние аминокислоты способны быть донорами, а ранние – нет. По-видимому, это обусловлено различиями в условиях, в которых протекала эволюция стандартного набора аминокислот: пребиотических и биотических. Из результатов 2B-PLS-анализа тоже следует, что в списке 10 эволюционно ранних аминокислот Ile выглядит предпочтительнее Arg. Подтверждается выделение последних шести аминокислот (Cys, His, Met, Phe, Trp, Tyr), полученное на основании уменьшения зазора HOMO-LUMO, в отдельный, третий этап эволюции набора стандартных аминокислот. Выявлено компактное расположение на 2B-PLS-плоскости физико-химических свойств трех групп аминокислот, у которых во второй позиции кодонов находятся, соответственно, аденин, тимин и цитозин, а также максимальное рассредоточение аминокислот с гуанином во второй позиции кодонов.

3 0