Proteindomäne

Eine Proteindomäne ist ein Bereich innerhalb der Peptidsequenz eines Proteins, der aufgrund definierter Eigenschaften von seiner Umgebungssequenz unterschieden werden kann.

Im Allgemeinen werden funktionelle Domänen und strukturelle Domänen definiert:

• Eine funktionelle Domäne wird häufig bestimmt, indem die Aminosäurereste des betrachteten Proteinbereichs gentechnisch ausgetauscht werden. Das Gleichbleiben oder die Abnahme der Funktion (z. B. der katalytischen Aktivität eines Enzyms) gibt einen Hinweis auf die Zuordnung des betreffenden Aminosäurerestes.
• Strukturelle Domänen sind Bereiche, die eine eigenständige Faltung (Sekundärstruktur) aufweisen. Die Faltung bzw. räumliche Struktur des Peptidabschnitts ist zum Teil in der Peptidsequenz (Primärstruktur) kodiert und wird durch Chaperone unterstützt. Funktionelle und strukturelle Domänen korrelieren häufig, aber nicht notwendigerweise.

Eine Proteindomäne ist eine komplexe gefaltete Einheit einer bestimmten Anordnung von α-Helices und β-Faltblättern. Eine Domäne enthält über 50 Aminosäuren und stellt eine Baueinheit für größere Proteine dar. Die Proteindomäne ist die kleinste Einheit eines Proteins, die eine definierte und unabhängig gefaltete Struktur besitzt.

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Datenbanken zu Proteindomänen

Pfam

Pfam beinhaltet die Familien von Proteindomänen. Mit Hilfe bekannter Domänen kann der Benutzer über einem Sequenzvergleich in einem unbekannten Protein auf eine ähnlich Funktion oder eine evolutionäre Verwandtschaft schließen.

ProDom

ProDom enthält Proteindomänen, die von Sequenzen aus SWISS-PROT und TrEMBL stammen. Weiterhin kann die Domänenstruktur eines Proteins graphisch dargestellt werden.

SMART

SMART ist die Abkürzung für Simple Modular Architecture Research Tool und ist eine Datenbank über Familien von Proteindomänen. Zu diesen kann der Benutzer Auskunft über Funktion, wichtige Aminosäuren, phylogenetische Entwicklung und der Tertiärstruktur erhalten.

CDD

CDD steht für Conserved Domain Database und ist eine Datenbank, bei der man Domänen und das dazugehörige Sequenzalignment abfragen kann. Die Einträge sind hier aus Pfam und SMART abgeleitet.

HITS

Mit der HITS-Datenbank kann man Proteindomänen abfragen.

InterPro

Über die InterPro sind eine Beschreibung der Funktion der Proteinfamilie, Literaturreferenzen und Querverweise abrufbar. Informationen werden dabei durch Integration verschiedener Datenbanken wie PROSITE, PRINTS, Pfam und ProDom zusammengestellt.

Identifikation von Domänen

2ZIP

Mit Hilfe von 2ZIP lassen sich Vorhersagen über Leucin-Zipper-Domänen machen.

3Dee

Diese Datenbank enthält Definitionen von Proteindomänen.

DALI Domain Dictionary

Das DALI-Wörterbuch der Domänen macht eine automatische Klassifikation von Proteindomänen auf der Basis von Sequenzübereinstimmungen. Mit diesem Wörterbuch kann der Benutzer 3-D-Proteinstrukturen vergleichen und strukturelle Domänen identifizieren, die sich in zwei verschiedenen Proteinen ähneln, obwohl sich die Sequenzen voneinander unterscheiden.