I kirish II asosiy qism

 
 
 

---

3 
KIRISH. 
Alfa/beta-gidrolazalarning (ABH) strukturaviy oilasi tabiatda keng tarqalgan 
va esterazalar, lipazalar, tioesterazlar, amidazalar, epoksid gidrolazalar, 
degalogenazalar, haloperoksidazalar va gidroksinitril liazalar kabi turli 
funktsiyalarga ega bo'lgan fermentlarni o'z ichiga oladi [1-3] . Ajoyib katalitik ko'p 
qirraliligi tufayli ABH katlama fermentlari ko'pincha yaxshilangan xususiyatlarga 
ega biokatalizatorlarni ishlab chiqish uchun protein muhandislik dasturlarida 
maqsad bo'lib xizmat qildi [4]. Shunga qaramay, ABH qatlam fermentlarining turli 
substratlarda turli reaksiyalarni katalizlash qobiliyati ABH burmasining yadrosida 
joylashgan o‘xshash kislota-asos-nukleofil katalitik mexanizmga asoslanadi [5-7]. 
ABH burmasi sakkiz asosan parallel b-ipchalardan iborat b-varaqdan iborat 
bo'lib, antiparallel b2 ipdan tashqari va oltita a-spiral bilan o'ralgan bo'lib, ular a-
burilish-b supero'rta struktura geometriyasida joylashgan. b4 ipdan oldin joylashgan 
aA spiral bilan. Qatlamga spiral qopqoqchalar va boshqa domenlar kiritilishi 
mumkin, ammo bu ABH burma strukturasi ABH fermentlarining katalitik sohasini 
o'z ichiga oladi, kislota-asos-nukleofil katalitik mexanizmining qoldiqlari ABH 
burmasi bo'ylab saqlanib qolgan joylarda joylashgan. (1-rasm) [1, 6, 7]. Xususan, 
katalitik kislota odatda b7 ipdan keyingi burilishda (ABH katlama fermentlarining 
A guruhida) yoki muqobil ravishda b6 ipning C-uchida (B guruhida) joylashgan; 
katalitik asos, konservalangan histidin, b8 ipdan keyin egiluvchan halqada 
joylashgan; va katalitik nukleofil b5 ipning C-uchida keskin burilish cho'qqisida, 
strukturaviy va ketma-ketlikni saqlashni (G-X-Nuc-X-G motivi) saqlaydigan 
"nukleofil tirsagi" deb ataladigan saqlanib qolgan strukturada joylashgan. Katalitik 
triadaga qarama-qarshi joylashgan oksianion teshigi odatda ikkita qoldiqdan iborat 
bo'lib, ulardan biri katalitik nukleofildan keyin, ikkinchisi esa b3 ipining C-uchida 
joylashgan [1, 6, 7]. 
Qiyosiy 
bioinformatik 
tahlil 
fermentlarning 
struktura-funksiya 
munosabatlarini o'rganishda asos hisoblanadi. Bir nechta ketma-ketliklarni 
taqqoslash bunday tahlilda keng tarqalgan vositaga aylandi. Oqsillar orasidagi 

---

4 
statistik ahamiyatga ega ketma-ketlik yoki uchinchi tuzilish oʻxshashligi 
homologiya [1] dalili sifatida oqlangan boʻlsa-da, baʼzi fermentlar umumiy 
ajdoddan tabiiy tanlanish va ixtisoslashuv jarayonida ketma-ketlik oʻxshashligini 
yoʻqotadi. Shunday qilib, masofaviy gomologlarning bioinformatika tahlili ketma-
ketlikni taqqoslash uchun mavjud usullarning darbog'i bo'lib qolmoqda. 
Proteinning tuzilishi ketma-ketlik bilan solishtirganda evolyutsiya davomida 
yaxshiroq saqlanadi [2, 3]. Tasodifiyga yaqin ketma-ketlik o'xshashligini 
ko'rsatadigan ko'plab oqsillar (bo'shliqlarni hisobga olgan holda taxminan 8-15% 
o'xshashlik), lekin shunga qaramay o'xshash tuzilmalarni qabul qiladi, faol joylarida 
bir xil yoki tegishli aminokislotalar qoldiqlarini o'z ichiga oladi va o'xshash katalitik 
mexanizmlarga ega [4]. Ko'pchilikka ma'lum bo'lgan ketma-ketliklarni [5-7] farqli 
o'laroq, uch o'lchovli tekislash ushbu qoldiqlarning biokimyoviy xususiyatlariga 
emas, balki uchinchi darajali tuzilmalardagi aminokislotalar qoldiqlarining 
geometrik yo'nalishini taqqoslashga asoslanadi. [8]. Hozirgi vaqtda Protein 
ma'lumotlar bankida (PDB) 70 000 ga yaqin tuzilmalar mavjud va bu raqam doimiy 
ravishda o'sib bormoqda [9]. Ushbu ma'lumotlarning mavjudligi qiyosiy 
bioinformatik tahlil uchun yangi imkoniyatlar yaratadi. Masalan, kristall 
tuzilmalarning 3D-moslashuvi Ntn-gidrolazalar oilasining fermentlarining uzoq 
a'zolari o'rtasidagi past ketma-ketlik o'xshashligi bilan bog'liqligini aniqlash 
imkonini berdi [10, 11]. Shunday qilib, uch o'lchovli moslashuvdan foydalangan 
holda evolyutsion uzoq homologlardan tashkil topgan ferment oilalarida struktura-
funksiya munosabatlarini o'rganish faqat ketma-ketlikni moslashtirishdan ko'ra, 
oqsilning funktsiyasi, xususiyatlari va evolyutsiyasi bo'yicha muhimroq maslahatlar 
berishi mumkinligiga umid qilinadi. 
Qiyosiy tahlilda to'plangan tajriba, faol sayt maydonining fazoviy tashkil 
etilishi gomologik fermentlarning eng yaxshi saqlanib qolgan qismi ekanligini 
taxmin qilish imkonini beradi, qolgan tuzilish esa sezilarli darajada farq qilishi 
mumkin [12-15]. Polipeptid zanjirining qadoqlanishi va aminokislota qoldiqlarining 
yon zanjirning faol joyida yo'nalishi fermentning substratni tanib olish, bog'lash va 
o'zgartirish qobiliyatiga katta ta'sir ko'rsatadi, deb ishoniladi. Bundan tashqari, 

---

5 
substratning o'ziga xosligi va katalitik faolligiga ta'sir qiluvchi aminokislotalar 
qoldiqlari odatda asosiy katalitik qoldiqlardan 7-15Å oralig'ida kuzatilgan [16]. 
Shunday qilib, masofaviy gomologlar o'rtasidagi munosabatlarni o'rganishda uchta 
qatlamda bioinformatika tahlilini o'tkazish kerak: aminokislotalar ketma-ketligi, uch 
o'lchovli tuzilmalar va faol sayt maydonlarining tarkibiy tuzilishi. Ferment 
tuzilmalarining funktsional jihatdan eng muhim qismlari - faol joylarini qiyosiy 
o'rganish alohida qiziqish uyg'otadi.