Хеликс д димер: Insights into dimerization and four-helix bundle formation found by dissection of the dimer interface of the GrpE protein from Escherichia coli
D-димер
D-димер – это белковый фрагмент, который образуется при растворении кровяного сгустка, возникающего при свертывании крови. Он является маркером тромбообразования, так как при этом процессе вместе с возникновением тромбов запускается и их растворение с образованием D-димеров.
Синонимы русские
Фрагмент расщепления фибрина.
Синонимы английские
D-dimer, Fragment D-dimer, Fibrin degradation fragment.
Метод исследования
Иммунотурбидиметрия.
Единицы измерения
Нг/мл DDU (нанограмм на миллилитр D-димер-единицы).
Какой биоматериал можно использовать для исследования?
Венозную кровь.
Как правильно подготовиться к исследованию?
- Исключить из рациона жирную пищу за 24 часа до исследования.
- Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение за 30 минут до исследования.
- Не курить в течение 30 минут до исследования.
Общая информация об исследовании
D-димер – белковый фрагмент, который образуется в результате распада кровяного сгустка. При повреждении сосуда или ткани в организме запускается процесс свертывания крови – образования тромбов, в состав которых входит особый белок фибрин. Он «скрепляет» между собой компоненты тромба и удерживает тромб там, где он образовался.
Тромбы могут возникать не только в месте повреждения тканей или сосудов, но и внутри сосудов при наличии предрасполагающих к этому факторов: повреждение внутренней выстилки сосудов различными эндогенными и экзогенными веществами и антителами, нарушение локальной гемодинамики – застой крови, наличие турбулентных потоков. Тромбы в сосудах встречаются при целом ряде заболеваний: варикозная болезнь вен нижних конечностей, мерцательная аритмия, осложненное течение инфекционных заболеваний, осложнения после проведенного хирургического вмешательства.
Количество D-димеров может быть повышено при беременности, обычно оно постепенно нарастает к III триместру. До недавнего времени высокие показатели считались признаком угрозы развития тромботических осложнений при беременности, однако исследования последних лет показали, что четкой связи между уровнем D-димера и патологией беременности нет.
Анализ на D-димер в подавляющем большинстве случаев используется в качестве вспомогательного теста, и диагноз ставится с учетом клинической картины и результатов других исследований.
Для чего используется исследование?
- Для диагностики ДВС-синдрома.
- Для диагностики тромбоза глубоких вен.
- Для дополнительной оценки выраженности тромбообразования и мониторинга проводимой антикоагулянтной терапии при тромбоэмболии легочных артерий, инсульте.
Когда назначается исследование?
- При симптомах тромбоза глубоких вен:
- выраженной боли в ногах (ноге),
- выраженных отеках ног (ноги),
- бледности кожи в зоне тромбоза.
- При подозрении на тромбоэмболию сосудов легких:
- внезапно возникшей одышке,
- затруднении дыхания,
- кашле,
- кровохаркании (крови в мокроте),
- резкой боли в грудной клетке,
- учащении сердцебиения.
- При ДВС, когда на фоне основного заболевания возникают следующие симптомы:
- одышка,
- синюшность кожных покровов,
- кровоточивость десен,
- тошнота, рвота,
- сильные боли в мышцах и животе,
- боль в области сердца,
- сниженное мочеотделение.
- При контроле за терапией антикоагулянтами.
Что означают результаты?
Референсные значения:*
Для беременных:
1-й триместр:
2-й триместр:
3-й триместр:
* Референсные значения могут различаться для некоторых регионов из-за использования различных тест-систем для исследования.
Резкое повышение концентрации D-димера может указывать на большое количество тромбов в кровяном русле, что чаще всего обусловлено венозной тромбоэмболией или ДВС-синдромом. При этом результаты исследования не позволяют установить локализацию тромбоза. Нормальный уровень D-димера означает, что, скорее всего, у пациента нет острой формы заболевания, вызывающего тромбообразование.
Умеренное повышение концентрации D-димера часто наблюдается при:
- недавно перенесенных хирургических операциях,
- травмах (не обширных),
- сердечно-сосудистых заболеваниях,
- онкологических заболеваниях,
- заболеваниях печени,
- нормально протекающей беременности, особенно на поздних сроках.
Важные замечания
Концентрация D-димера может быть повышенной у пожилых людей, а также у пациентов с высоким уровнем ревматоидного фактора при ревматоидном артрите.
Также рекомендуется
- Тромбиновое время
- Активированное частичное тромбопластиновое время (АЧТВ)
- Фибриноген
- Общий анализ крови (без лейкоцитарной формулы и СОЭ)
Кто назначает исследование?
Хирург, анестезиолог-реаниматолог, кардиолог, флеболог, терапевт, инфекционист.
D-димер
Общая информация об исследовании
D-димер – белковый фрагмент, который образуется в результате распада кровяного сгустка. При повреждении сосуда или ткани в организме запускается процесс свертывания крови – образования тромбов, в состав которых входит особый белок фибрин. Он «скрепляет» между собой компоненты тромба и удерживает тромб там, где он образовался.
Тромбы могут возникать не только в месте повреждения тканей или сосудов, но и внутри сосудов при наличии предрасполагающих к этому факторов: повреждение внутренней выстилки сосудов различными эндогенными и экзогенными веществами и антителами, нарушение локальной гемодинамики – застой крови, наличие турбулентных потоков.
Количество D-димеров может быть повышено при беременности, обычно оно постепенно нарастает к III триместру. До недавнего времени высокие показатели считались признаком угрозы развития тромботических осложнений при беременности, однако исследования последних лет показали, что четкой связи между уровнем D-димера и патологией беременности нет.
Анализ на D-димер в подавляющем большинстве случаев используется в качестве вспомогательного теста, и диагноз ставится с учетом клинической картины и результатов других исследований.
Для чего используется исследование?
- Для диагностики ДВС-синдрома.
- Для диагностики тромбоза глубоких вен.
- Для дополнительной оценки выраженности тромбообразования и мониторинга проводимой антикоагулянтной терапии при тромбоэмболии легочных артерий, инсульте.
Когда назначается исследование?
- При симптомах тромбоза глубоких вен:
- выраженной боли в ногах (ноге),
- выраженных отеках ног (ноги),
- бледности кожи в зоне тромбоза.
- При подозрении на тромбоэмболию сосудов легких:
- внезапно возникшей одышке,
- затруднении дыхания,
- кашле,
- кровохаркании (крови в мокроте),
- резкой боли в грудной клетке,
- учащении сердцебиения.
- При ДВС, когда на фоне основного заболевания возникают следующие симптомы:
- одышка,
- синюшность кожных покровов,
- кровоточивость десен,
- тошнота, рвота,
- сильные боли в мышцах и животе,
- боль в области сердца,
- сниженное мочеотделение.
- При контроле за терапией антикоагулянтами.
Описание статьи
Общая информация об исследовании Для чего используется исследование? Когда назначается исследование?
РаспознаваниеE-box димером спираль-петля-спираль основной области.
- Т Элленбергер,
- Д Фасс,
- М Арно и
- С. К. Харрисон
- Кафедра биохимии и молекулярной биологии, Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс.
Abstract
Большая группа транскрипционных факторов, регулирующих рост и дифференцировку клеток, связывается с димерной альфа-спиральной ДНК.
домен, называемый основной областью спираль-петля-спираль (bHLH). Белки bHLH связываются в виде гомодимеров и гетеродимеров, имеющих отличительные
ДНК-связывающая активность и транскрипционная активность играют центральную роль в регулируемой дифференцировке ряда тканей.
Некоторые из остатков bHLH, определяющие эту активность, были идентифицированы, но полное понимание их функции еще не получено.
ожидал дополнительной структурной информации. Мы сообщаем здесь о кристаллической структуре фактора транскрипции E47, связанного с доменом bHLH.
к ДНК. bHLH E47 представляет собой параллельный четырехспиральный пучок со структурными особенностями, которые отличают его от bHLH-молнии. белок Макс. Димер Е47 образует неэквивалентные контакты с каждой половиной сайта связывания -CACCTG-. Дискриминация последовательности
в центре Е-бокса может быть результатом взаимодействия как с основаниями ДНК, так и с фосфодиэфирным остовом.
Сноски
- Copyright © Cold Spring Harbour Laboratory Press
« Предыдущая | Следующая статья » Содержание
Эта статья
дои: 10.1101/гад.8.8.970 Гены и Дев. 1994. 8: 970-980 Авторские права © Лаборатория Колд Спринг Харбор Пресс
- Исследовательские работы
- Ссылка на PubMed
- Статьи Элленбергера, Т.
- Статьи Harrison, SC
Просмотреть все …
Твиты от @genesdev
Текущий выпуск
- 1 января 2023 г., 37 (1-2)
PREDDIMER: веб-сервер для предсказания трансмембранных спиральных димеров | Биоинформатика
Журнальная статья
Полянский Антон Александрович,
Антон Александрович Полянский *
1 М. М. Шемякин и Ю.А. Овчинникова РАН, Москва 117997, Россия, 2 Лаборатории Макса Ф. Перуца, кафедра структурной и вычислительной биологии, Венский университет, кампус Венский биоцентр 5, Вена AT-1030, Австрия и 3 Московский физико-технический институт (государственный университет), Долгопрудный, Московская область 141700, Россия
1 М.М. Шемякин и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук, Москва 117997, Россия, 2 Лаборатории Макса Ф. Перуца, кафедра структурной и вычислительной биологии, Венский университет, кампус Венский биоцентр 5, Вена AT-1030, Австрия и 3 Московский физико-технический институт (государственный университет), Долгопрудный, Московская область, 141700, Россия
Ищите другие работы этого автора на:
Оксфордский академический
пабмед
Google Scholar
Чугунов Антон Олегович,
Антон Олегович Чугунов
Ищите другие работы этого автора на:
Оксфордский академический
пабмед
Google Scholar
Волынский Павел Евгеньевич,
Павел Евгеньевич Волынский
Ищите другие работы этого автора на:
Оксфордский академический
пабмед
Google Scholar
Крылов Николай Александрович,
Николай А. Крылов
Ищите другие работы этого автора на:
Оксфордский академический
пабмед
Google Scholar
Нольде Дмитрий Евгеньевич,
Дмитрий Евгеньевич Нольде
Ищите другие работы этого автора на:
Оксфордский академический
пабмед
Google Scholar
Ефремов Роман Григорьевич
Роман Григорьевич Ефремов
1 М.М. Шемякин и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук, Москва 117997, Россия, 2 Лаборатории Макса Ф. Перуца, кафедра структурной и вычислительной биологии, Венский университет, кампус Венский биоцентр 5, Вена AT-1030, Австрия и 3 Московский физико-технический институт (государственный университет), Долгопрудный, Московская область, 141700, Россия
1 М. М. Шемякин и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук, Москва 117997, Россия, 2 Лаборатории Макса Ф. Перуца, кафедра структурной и вычислительной биологии, Венский университет, кампус Венский биоцентр 5, Вена AT-1030, Австрия и 3 Московский физико-технический институт (государственный университет), Долгопрудный, Московская область, 141700, Россия
Ищите другие работы этого автора на:
Оксфордский академический
пабмед
Google Scholar
ПРИМЕЧАНИЕ Автор
Bioinformatics , том 30, выпуск 6, март 2014 г., страницы 889–890, https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btt645
. История статьи
Получено:
02 сентября 2013 г.
Получена редакция:
21 октября 2013 г.
Принято:
3 ноября 2013 г.
Опубликовано:
7 ноября 2013 г.
Фильтр поиска панели навигации БиоинформатикаЭтот выпускЖурналы по биоинформатикеБиоинформатика и вычислительная биологияКнигиЖурналыOxford Academic Мобильный телефон Введите поисковый запрос
Закрыть
Фильтр поиска панели навигации БиоинформатикаЭтот выпускЖурналы по биоинформатикеБиоинформатика и вычислительная биологияКнигиЖурналыOxford Academic Введите поисковый запрос
Advanced Search
Abstract
Резюме: Здесь мы представляем PREDDIMER, веб-инструмент для предсказания димерной структуры трансмембранных (ТМ) спиралей. PREDDIMER позволяет (i) реконструировать ряд димерных структур для данной последовательности (последовательностей) белковых фрагментов TM, (ii) ранжировать и фильтровать предсказанные структуры в соответствии с соответствующими значениями оценочной функции, (iii) визуализировать предсказанные трехмерные димерные структуры и (iv) визуализация поверхностной гидрофобности спиралей ТМ и их контактирующих (интерфейсных) областей, представленных в виде 2D-карт.
Результаты: Мы внедрили в режиме онлайн исходный алгоритм PREDDIMER и протестировали сервер на 11 последовательностях TM, чьи трехмерные конформации димеров были получены ранее с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса. В большинстве проверенных случаев среднеквадратические отклонения ближайших предсказанных конформаций от экспериментального эталона не превышают 3 Å. Тест рандомизации показывает хорошую антикорреляцию (-0,82) между значениями оценочной функции и статистической значимостью предсказания «случайно». Выходя за рамки одной конформации димера, наш веб-инструмент предсказывает множество возможных конформаций, которые могут быть полезны для объяснения функционирования белков битопной мембраны, например. рецепторные тирозинкиназы.
Доступность и реализация: доступны по адресу Bioinformatics онлайн.
1 ВВЕДЕНИЕ
Трансмембранные (ТМ) домены битопных белков состоят только из одной спирали. Для конкретного класса таких белков, имеющих большое биологическое значение, — рецепторных тирозинкиназ (RTK) — было показано, что фрагменты ТМ играют решающую роль в димеризации и активации этих рецепторов, контролируя ориентацию их внутриклеточных киназных доменов (Cymer and Schneider, 2010). ). Знание пространственной структуры димеров фрагментов ТМ битопных белков важно для понимания функционирования этих молекул при их олигомеризации в клеточной мембране. Являясь разумной альтернативой экспериментальным методикам определения структуры димеров ТМ (Бочаров и др. , 2010), существующие подходы к моделированию сильно различаются по своей сложности, предсказательной мощности и вычислительной эффективности: от простых алгоритмов, основанных на мотивах последовательностей, до трудоемких методов силового поля, таких как конформационный поиск Монте-Карло в имплицитных мембранах, крупнозернистых или атомарных моделирование молекулярной динамики в липидных бислоях или их различных комбинациях (Полянский и др. , 2011). Здесь мы представляем веб-сервер PREDDIMER для прогнозирования ансамблей возможных пространственных структур спиральных димеров ТМ на основе только соответствующих последовательностей ТМ. Наш веб-сервер использует оригинальный алгоритм PREDDIMER, описанный в другом месте (Полянский и др. , 2012). Насколько нам известно на сегодняшний день, это единственный онлайн-инструмент, который позволяет быстро и эффективно прогнозировать структуру димеров ТМ, а также визуализировать прогнозируемые результаты как в 3D, так и в 2D (2D-карты поверхностной гидрофобности взаимодействующих спиралей с очерченными контактами).
интерфейсы). Хотя сервер не отвечает на вопрос, димеризуются ли два заданных фрагмента ТМ или нет, что все еще далеко от полной достижимости только для методов in silico , он предоставляет их предполагаемые конформации димеров вместе с оценкой их надежности.
2 РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС И РЕАЛИЗАЦИЯ
Сервер PREDDIMER имеет два режима: (i) предсказание структур ТМ-димеров из последовательностей и (ii) анализ гидрофобных свойств и контактирующих областей для существующей структуры димера (отдельный банк данных белков (PDB) файлы для каждой из взаимодействующих спиралей должны быть загружены пользователем). В первом случае пользователь должен ввести одну или две последовательности ТМ (одну для гомо- и две для гетеродимеров соответственно) длиной 20–35 аминокислотных остатков, опционально указать их название и указать ориентацию спиралей в димере. (параллельный/антипараллельный) и рН, который определяет состояние ионизации боковых цепей аминокислот. При отправке задачи прогнозирования сервер отправляет уведомление по электронной почте с уникальной ссылкой на страницу результатов, которая будет создана по завершении расчетов. В среднем прогнозирование занимает около 20 минут в зависимости от загруженности сервера. Сервер реализован с использованием языков программирования Python и PHP, а также фреймворков Zend и Bootstrap. Детали алгоритма доступны в онлайн-руководстве (http://model.nmr.ru/preddimer/manual). Параметры предсказанных конформаций димера, такие как ранг структуры, F SCOR , угол пересечения винтовых линий (χ) и углы поворота вокруг винтовых осей (α 1 , α 2 ) представлены в интерактивной таблице, в которой выбор определенной строки приводит к выводу соответствующие 2D-карты как для спиралей, так и для интерактивной 3D-конформации димера. Прогнозные структуры PDB, 2D-карты (PNG и PDF) и результирующая таблица (текстовый формат) доступны для загрузки в виде отдельных файлов или объединенного ZIP-архива.
Аналогичную страницу результатов можно создать для существующей димерной структуры, используя режим анализа (режим 2) сервера.
3 ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
Мы рассчитали возможные конформации для 10 гомодимеров и 1 гетеродимера, структура которых была получена ранее с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) (рис. 1А). В большинстве случаев конформации, подобные ЯМР, входят в число трех лучших моделей для данного димера (общее количество моделей указано в скобках) и показывают среднеквадратичное отклонение основной цепи (RMSD) от ссылок ниже 3 Å. Единственным исключением является гомодимер ErbB3, опубликованная структура которого демонстрирует аномальную упаковку по сравнению с другими RTK (Li и др. , 2012) и FGFR3, структура ЯМР которых характеризуется наличием искаженных конформаций спиралей ТМ (Волынский и др. , 2013). Для наиболее известной структуры димера ТМ гликофорина А (GpA, PDB: 1AFO) сервер дает высшую модель со среднеквадратичным отклонением 1,56 Å от эталона. Мы также провели рандомизационный тест, в котором вероятность образования димера между заданным фрагментом ТМ и случайными фрагментами оценивалась на протяжении 1000 перетасовок взаимодействующей последовательности. 9Значения 0199 P , полученные для изученных моделей димеров, демонстрируют хорошую антикорреляцию (-0,82) с соответствующими значениями F SCOR (дополнительный рисунок S1), что позволяет предположить, что оценочная функция является разумной и быстрой оценкой надежности предсказанных конформаций.
Рис. 1.
Открыть в новой вкладкеСкачать слайд
Результаты прогнозирования спиральных димеров ТМ, полученные с помощью сервера PREDDIMER. ( A ) Параметры конформации димера по сравнению с экспериментальными эталонами (подробности см. в Дополнительных материалах). ( B ) Пространственные структуры ЯМР-подобной ( слева ) и альтернативной ( справа ) моделей ErbB2. Пептиды показаны в виде мультфильмов и палочек. ( C ) Двухмерные карты потенциала молекулярной гидрофобности (MHP) (Efremov et al. , 2007) на поверхностях пептидов в двух моделях ErbB2, сгенерированных сервером. Описаны интерфейсы димеризации. Значения оси соответствуют углу поворота вокруг винтовой оси (α) и расстоянию вдоль последней (Z) соответственно. 2D-карты окрашены в соответствии с условными единицами MHP
Поскольку алгоритм работает с идеальными спиралями, он выдает довольно «крупнозернистые» начальные конфигурации димеров, тогда как мембранное окружение явно не учитывается. В то же время предсказанные конформации представляют собой надежную отправную точку для дальнейшей оптимизации молекулярной динамики в явных мембранах, что обычно увеличивает их сходство с экспериментальными структурами (Полянский и др. , 2012). Следует отметить, что алгоритм предсказывает ряд возможных конфигураций димеров, чего нельзя сказать о методах ЯМР, обычно дающих набор подобных моделей, оптимально подходящих для конкретного имитатора мембраны (мицеллы, бицеллы). Рассчитанные конформации димеров могут соответствовать разным промежуточным состояниям доменов ТМ, что проливает свет на механизм функционирования белка. Проиллюстрируем это на примере РТК ErbB2 (рис. 1Б и В). Первая предсказанная правосторонняя модель (рис. 1Б, слева ) хорошо соответствует экспериментальной структуре (2JWA, СКО 1,43 Å), тогда как вторая (рис. 1B, справа ) похожа на альтернативное левовращающее состояние, предложенное моделированием для этого димера (Fleishman et и др. , 2002). Переключение между возможными интерфейсами взаимодействия (рис. 1C) приводит к разной ориентации спиралей по отношению к внутриклеточным киназным доменам и может способствовать активации ErbB2 (Fleishman et al. , 2002) и других RTK (Endres 9).0199 и др. , 2013; Волынский и др. , 2013). В этом контексте веб-инструмент PREDDIMER выходит за рамки общепринятого представления о единственной структуре спирального димера ТМ, обычно доступной экспериментально в конкретных условиях установки ЯМР.
БЛАГОДАРНОСТИ
Авторы благодарят Сергея Гончарука за помощь в настройке сервера.
Финансирование : Министерство образования и науки Российской Федерации (14.514.11.4069), РФФИ и Программы РАН «Фундаментальные фундаментальные исследования в области нанотехнологий и наноматериалов» и «Молекулярная и клеточная биология».
Конфликт интересов : не объявлено.
ЛИТЕРАТУРА
Бочаров
EV
, et al.
Выяснение структуры димерных трансмембранных доменов битопных белков
,
Cell Adh. Мигр.
,
2010
, том.
4
(стр.
284
—
298
)
Cymer
F
,
Schneider
F,
021
Д
.
Трансмембранные спиральные взаимодействия, участвующие в передаче сигналов рецептора ErbB
,
Cell Adh. Мигр.
,
2010
, том.
4
(стр.
299
—
312
)
Ефремов
РГ
- 1 и др.
Дополнительные данные
Последний
Самые читаемые
Самые цитируемые
Молекулярная липофильность в моделировании белков и разработке лекарств
,
Curr. Мед. хим.
,
2007
, том.
14
(стр.
393
—
415
)
Endres
NF
- 1 et al.
Конформационное связывание через плазматическую мембрану при активации рецептора ЭФР
152
(стр.
543
—
556
)
Fleishman
SJ
и др.
Предполагаемый переключатель молекулярной активации в трансмембранном домене erbB2
,
Proc. Натл акад. науч. США
,
2002
, том.
99
(стр.
15937
—
15940
)
, и др.
Димеризация трансмембранной спирали: помимо поиска мотивов последовательности
,
Biochim. Биофиз. Акта
,
2012
, том.
1818
(стр.
183
—
193
)
Полянский
1AA
Структурные, динамические и функциональные аспекты ассоциации спиралей в мембранах: расчетный взгляд
,
Доп. Белок хим. Структура биол.
,
2011
, том.
83
(стр.
129
—
161
)
Полянский
АА
, и др.
Многоуровневая организация трансмембранных спиральных белковых димеров, регулируемая мембраной хозяина
,
J. Am. хим. соц.
,
2012
, том.
134
(стр.
14390
—
14400
)
Волынский
ЧП
Роль эффективности димеризации трансмембранных доменов в активации рецептора фактора роста фибробластов 3
,
Дж. Ам. хим. соц.
,
2013
, том.
135
(стр.
8105
—
8108
)
Автор Примечания
Ассоциированный редактор: Anna Tramontano
© Автор 2013. Все права защищены. Для получения разрешений обращайтесь по электронной почте: [email protected]
Раздел выпуска:
СТРУКТУРНАЯ БИОИНФОРМАТИКА
Скачать все слайды
Дополнительные данные
Дополнительные данные — zip-файл
Реклама
Цитаты
Altmetric
Дополнительная информация о метриках
Оповещения по электронной почте
Оповещение об активности статьи
Предварительные уведомления о статьях
Оповещение о новой проблеме
Оповещение о текущей проблеме
Получайте эксклюзивные предложения и обновления от Oxford Academic
Ссылки на статьи по номеру
Не найдено совпадений для настроенного запроса.