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人类激酶组

Gerard Manning, Sugen, Inc., South San Francisco, CA, USA

人类蛋白激酶

蛋白激酶是细胞功能的关键调节分子,构成了最大且功能最多样的基因家族之一。通过添加磷酸酶组到底物蛋白,可指导许多蛋白的活动、定位以及总体功能,并且参与编排几乎所有细胞活动。激酶在信号转导以及复杂功能(如细胞周期)的协同调节方面作用尤为显著。激酶参与介导多种重要功能,具体体现为,某些 50 明显不同的激酶家族在酵母、无脊椎动物和哺乳动物之间具有保守性。在518人类蛋白激酶中,478 属于单个超家族,其催化区与序列相关。它们可聚集成组、家族和亚家族,伴随序列相似性和生物化学功能的增加。激酶进化树图(上)显示出这些催化区之间的序列相似性:两个激酶间沿分支的距离与两个序列间的差异成正比。已经标记七种主要组别,并用不同颜色进行区分。例如,酪氨酸激酶构成了特别的一组,其成员的蛋白磷酸化发生在酪氨酸残基上,而其他所有组的蛋白磷酸化都主要发生于丝氨酸和苏氨酸残基上。在某些情况下,树图中显示的关系可用来对许多 100 非典型激酶的蛋白质底物和生物功能进行预测。更多的 40 “非典型”激酶与典型激酶的序列没有相似性,但已知或预测出其有酶活动,而且某些激酶可预测与典型激酶具有相似的结构折叠。

遗传图谱绘制程序

进化树图的主干(右上)显示蛋白激酶结构域间的序列相似性,这来自于公共序列和 Manning 等人详述的基因预测方法(Science, 298, 1912-1934)。通过隐马尔可夫模型剖面分析和多序列比对,可确定结构域。通过对 clustalW 蛋白结构域的多序列比对,得出邻接树,并由此构建初始分支模式。通过参考其他比对和树构建方法( 隐马尔可夫模型比对和最大简约法),以及对激酶结构域的大量两两序列比对后,对初始分支模式进行了广泛修改。人工绘制曲线布图。许多分支长度是半定量,但分支模式与任何单一自动方法相比,信息量更大。后面几页中更详细的树图是通过对全长蛋白序列进行 clustalW 比对,继以构建邻接树,而自动生成的。未发表的激酶可根据家族命名法进行命名。某些不同的激酶保留了一个数字化 SgK(SuGen 激酶)编号。双结构域激酶的第二结构域使用 “~b” 的后缀命名。

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