Question

В результате мутации в одном из белков термофильной бактерии, живущей в гидротермальном источнике, произошла замена аминокислоты цистеина на аминокислоту тирозин. Какие последствия для бактерии может иметь такое изменение? Ответ обоснуйте

Answer 1

Тирозин относится к заменимым аминокислотам. Образуется в организме человека из фенилаланина, причем обратное превращение невозможно. Тирозин - это исходное соединение, что обуславливает его важную роль в выработке гормонов катехоламинов/нейротрансмиттеров, в том числе дофамина, диоксифенилаланина (ДОФА), норэпинефрина и эпинефрина, а также тироксина и трийодотиронина. Гормоны первой группы образуются в центральной и периферической нервной системе и мозговом веществе надпочечников, второй группы – в щитовидной железе. Кроме того, в результате ферментативного превращения тирозина вырабатывается пигмент меланин (содержащийся в коже, волосах и сосудистой оболочке глаз).

Answer 2

Замена аминокислоты цистеина на тирозин в белке термофильной бактерии, живущей в гидротермальном источнике, может иметь несколько последствий, которые зависят от множества факторов, таких как положение замены в последовательности белка, его функциональное значение и структура белка, а также условия окружающей среды.

1. Функциональные изменения: Аминокислотные замены в белке могут повлиять на его функциональность. Цистеин и тирозин имеют разные свойства и химические группы, поэтому такая замена может изменить активность или способность белка выполнять свою функцию.

2. Структурные изменения: Замена цистеина на тирозин может изменить третичную структуру белка (его пространственную конфигурацию), что, в свою очередь, может повлиять на его взаимодействие с другими молекулами и белками. Это может привести к потере или изменению функций белка.

3. Стабильность и активность: Цистеин может участвовать в формировании дисульфидных мостиков, которые обеспечивают стабильность белковой структуры. Замена цистеина на тирозин может нарушить образование дисульфидных мостиков, что может привести к потере стабильности белка или его активности.

4. Взаимодействие с субстратами и кофакторами: Если цистеин участвовал в активном центре белка или взаимодействовал с субстратами или кофакторами, то замена его на тирозин может привести к изменению каталитической активности белка или его способности связываться с соответствующими молекулами.

5. Адаптация к среде: Термофильные бактерии приспособлены к экстремально высоким температурам гидротермальных источников. Мутация в белке может влиять на термостабильность бактерии, что может быть как выгодным, так и невыгодным для ее выживания в данной среде.

В целом, последствия мутации будут зависеть от роли и функции мутировавшего белка в клетке, а также от специфических условий окружающей среды. Возможно, мутация может оказаться выгодной для бактерии, если она обеспечивает какие-то новые функции или адаптации к изменяющимся условиям среды. Однако, она также может быть вредной, если приводит к потере важных функций или нарушению жизненно важных процессов в бактерии. Все это является предметом дальнейших исследований и анализа специфических последствий данной мутации в термофильной бактерии.