Генетика, геномика ва биотехнологиянинг замонавий муаммолари

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ БИОИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ 
ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ДОМЕНОВ ФРУКТОЗО-1,6-БИСФОСФАТАЗЫ 
ЧЕЛОВЕКА И 
MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS 
 
Арипова Т.У., Поляруш С.В.
Институт Иммунологии Академии Наук Республики Узбекистан 
100060, г. Ташкент, ул. Я. Гулямова 74.
[e-mail] 
На протяжении всей эволюции глюконеогенез является универсальным 
метаболическим путем биосинтеза глюкозы. Было установлено, что в этот 
процесс вовлечено несколько классов консервативных энзимов. Одним из 
таких энзимов является фруктозо-1,6-бисфосфатаза (ФБФаза, FBPase, EC 
3.1.3.11), ген которой встречается в геноме практически всех организмов. 
ФБФаза служит ключевым ферментом, поскольку катализирует гидролиз 
фруктозо-1,6-бифосфата 
с 
образованием 
фруктозо-6-фосфата 
на 
заключительных этапах глюконеогенеза. 
В тоже время, фруктозо-1,6-бисфосфатаза представляет интерес как 
альтернативная фармакологическая мишень для противотуберкулезных 
препаратов нового поколения. При этом необходимо отметить, что 
глюконеогенез в клетках 
M. tuberculosis
сопряжен с биосинтезом 
прекурсоров клеточной стенки микобактерий. 
Мы провели сравнительный анализ структур белковых доменов 
ферментов 
эмулированных 
на 
основании 
аминокислотных 
последовательностей человеческой (hFBPase1) и микобактериальной 
фруктозо-1,6-бисфосфатазы (mbtFBPaseII).
Анализ 3D-моделей mbtFBPaseII и hFBPase1 показал наличие гомологии 
базовых структурных элементов белков. Так, в структуре человеческой и 
микобактериальной ФБФазы установлено 7 альфа-спиралей, 10 поворотов и 
7 транзиционных элементов, однако число участков бэта-складчатости 
различается: hFBPase1 содержит 15 участков бэта-складчатости, а 
mbtFBPaseII -13. Выявленные структурные элементы были локализованы в 

---

Материалы конференции «Современные проблемы генетики, геномики и биотехнологии», 18 мая 2016г. 
10 
виде криптограммы в линейной модели белков, что позволило локализовать 
гомологичные домены обоих моделей относительно друг друга. 
Сравнительный анализ структурных доменов подтвердил определенную их 
гомологию у обоих ФБФаз. Однако, диспозиция, ориентация, количество и 
поверхностных 
ландшафт 
функциональных 
доменов 
значительно 
различается. Анализ функциональных доменов в 3D-модели выявил, что 
человеческая ФБФаза содержит 4 субстратных домена, в отличии от 3 
доменов микобактериальной ФБФазы. Также имеются различия в 
поверхностном ландшафте молекулярных структур функциональных 
доменов. Первый функциональный домен обоих ферментных моделей 
содержит консервативный аминокислотный мотив DPIDG/ DPLDG, 
расположенный выше за структурой бэта-складчатости. В тоже время третий 
субстратный домен hFBPase и mbtFBPase значительно различаются и 
содержат только один гомологичный фрагмент “VA”. Также различается 
расположение и направление структурных элементов третьего домена.
Второй субстратный домен mbtFBPase и четвертый домен hFBPase 
являются уникальными. 
Таким образом, можно заключить, что микобактериальная и 
человеческая 
ФБФазы 
структурно 
схожи 
только 
по 
первому 
функциональному домену и различаются по структуре, ландшафту, 
ориентации и диспозиции других функциональных доменов. Данное 
различие может быть использовано в таргетном поиске специфичных 
ингибиторов микобактериальной ФБФазы.