Роджер С. Холмс и Лора А. Кокс
Предыстория: Панкреатическая липаза (PTL) функционирует в присутствии колипазы при гидролизе эмульгированных жиров в тонком кишечнике после секреции из поджелудочной железы. Белок 1, родственный панкреатической липазе (PLR1), также обнаруживается в панкреатических секретах и может выполнять регуляторную роль в липолизе; PLR2 катализирует реакции панкреатических триглицеридов и галактолипазы, в то время как PLR3 может выполнять родственную, но неизвестную функцию липазы. Сравнительные аминокислотные последовательности и структуры PTL, PLR1, PLR2 и PLR3, а также местоположения и последовательности генов были исследованы с использованием данных из нескольких проектов по геному позвоночных.
Методы: Были изучены выравнивания последовательностей и сохраненные предсказанные вторичные и третичные структуры, а также ключевые аминокислотные остатки и домены, идентифицированные на основе предыдущих отчетов о PTL человека и свиньи. Сравнительный анализ генов, подобных PTL позвоночных, был проведен с использованием браузера генома UC Santa Cruz. Исследования филогении изучали эволюцию этих генов, подобных PTL позвоночных.
Данные: Последовательности PTL человека и мыши разделяют 78% идентичности, но только 64-68% идентичности с последовательностями PLR1 и PLR2 человека и мыши. Несколько доменов PTL и PTL-подобных белков позвоночных были предсказаны с использованием биоинформатики, включая N-сигнальный пептид; сайт(ы) N-гликозилирования; область складки α/β-гидролазы, содержащую каталитическую триаду; область «крышки» для активного сайта; «шарнир», разделяющий области липазы и PLAT; и C-концевую область PLAT. Последовательности PLR1 плацентарных млекопитающих сохранили остатки (196Val/198Ala), ответственные за потерю активности триацилглицероллипазы, тогда как последовательности PLR1 низших позвоночных сохранили «активные» остатки липазы. Напротив, последовательности млекопитающих PTL, PLR2 и PLR3 показали остатки липазы «активные» (196Ala/198Pro); последовательности PLR1 курицы и лягушки сохранили остатки липазы «активные»; а последовательности PLR1 опоссума и утконоса показали остатки 196Ala/Ser198 и 196Ser/198Pro. Анализ филогенетического дерева предоставил доказательства для четырех различных семейств генов PTL позвоночных.
Выводы: Панкреатическая липаза (PTL) и связанные с ней гены и белки (PLR1 и PLR2) присутствуют во всех исследованных геномах позвоночных, тогда как PLR3 обнаружен только в геномах приматов. «Неактивная» форма позвоночного PLR1 ограничена плацентарными млекопитающими. Гены, подобные PTL позвоночных, по-видимому, возникли у предка позвоночных после событий дупликации гена предкового PTL-подобного гена. Две отдельные линии эволюции генов, подобных PTL, предложены у низших позвоночных (PTL/PLR1 и PLR2), с последующим событием дупликации гена (PLR2/PLR3) для геномов приматов.