人钙激活中性蛋白酶-1及-2催化亚基的生物信息学分析

目的:对人钙激活中性蛋白酶(calpain)的2个亚家族成员calpain-1和calpain-2进行功能的比较分析。方法:以美国生物技术国家中心(NCBI)的蛋白质数据库获取人calpain-1和calpain-2的参考序列号(Ref-Seq)和氨基酸序列,通过UniProt数据库检索2个蛋白的一般蛋白质功能注释,获取相关结构域信息;利用DNA-MAN软件对结构域进行序列比对,用蛋白质结构数据(PBD)和蛋白修饰数据库(PhosphoSit Plus)进行修饰位点空间分布的分析及用String9.0软件进行蛋白质-蛋白质相互作用分析。结果:结构域比对分析显示,人calpain-1和calpain-2的钙蛋白酶催化结构域保守性程度高,而EF-hand结构域的差异比较大;翻译修饰分析发现,2个蛋白的修饰有明显的不同,人calpain-1的修饰比较单一,仅发现在赖氨酸(K84)有乙酰化修饰,而calpain-2的修饰形式和位点相对多样,分布在分子表面、间隙内及分子内部。相互作用分析发现,与人calpain-1和calpain-2相互作用的蛋白质有少部分是相同的,而多数是不同的,分别与不同细胞活动有关。结论:人calpain-1和cal-pain-2的钙蛋白酶催化结构域是高度保守的,二者功能上差异主要是由于调控位点(EH-hand和翻译后修饰位点)的差异引起。