Article or book title, author's surname, DOI

The Identification of Hydrophobicity and Side Chain Charge Distribution in the Primary Structure of Polypeptides by Fractal Analysis

A.T. Mukhametshin1, A.R. Kayumov2, O.A. Markelov3, M.I. Bogachev4

research article Pages: 41-44

  1. 1 аспирант, кафедра сопротивления материалов и основ теории упругости, ФГОУ ВПО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет»
  2. 2 к.б.н., ст. преподаватель, кафедра водоснабжения и водоотведения, ФГОУ ВПО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет»
  3. 3 аспирант, кафедра радиотехнических систем, СПбГЭТУ «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
  4. 4 к.т.н., докторант, кафедра радиотехнических систем, СПбГЭТУ «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Abstract

We investigated the distribution of amino acids in proteins of two functional groups: membrane-bound and DNA-binding proteins, from gram-positive and gram-negative bacteria. We applied the multifractal detrended fluctuation analysis (MF-DFA) for hydrophobicity, polarity and side chain charge of amino acids. We found that (i) clustering of amino acids with similar properties in membrane-bound proteins is significantly more pronounced in gram-positive bacteria compared to gram-negative ones, especially for hydrophobicity; (ii) multifractal features have been observed only in side chain charge studies. Probably this is an effect of different structure of membrane in gram-positive and gram-negative bacteria. In contrast, while studying DNA-binding proteins no significant differences between gram-positive and gram-negative bacteria has been observed.

How to cite

Мухаметшин А.Т., Каюмов А.Р., Маркелов О.А., Богачев М.И. Идентификация распределения гидрофобных областей и пространственного заряда в первичной структуре полипептидов методами фрактального анализа // Биомедицинская радиоэлектроника. 2012. № 1. С. 41–44.

References
  1. Betts M.J., Russell R.B. Amino acid properties and consequences of subsitutions // In Bioinformatics for Geneticists, / eds. M.R. Barnes, I.C. Gray. Wiley. 2003.
  2. Bruce A., Johnson A., Lewis J., Raff M., Roberts K., Walters P. The Shape and Structure of Proteins. Molecular Biology of the Cell; Fourth Edition. New York and London: Garland Science. 2002.
  3. Kayumov A., Heinrich A., Fedorova K., Iljinskaya O., Forchhammer K. Interaction of the general transcription factor TnrA with the PII-like protein GlnK and glutamine synthetase in Bacillus subtilis // FEBS Journal. 2011. V. 278. P. 1779 - 1789.
  4. KantelhardtJ. W. etal.PhysicaA. 2002. V. 316. P. 87 - 114.
  5. Каюмов А.Р., Богачев М.И. Исследование статистических свойств первичной структуры факторов патогенности белковой природы // Биомедицинская радиоэлектроника. 2011. № 5. С. 24 - 27.
  6. Bogachev M.I., Eichner J.F., Bunde A. The effects of multifractality on the statistics of return intervals // Eur. Phys. J. 2008. Spec. Topics 161. P. 181 - 193.
  7. Богачев М.И.К вопросу об использовании долговременной зависимости при прогнозировании выбросов в системах метеорологического и гидрологического мониторинга // Известия вузов России. Сер. Радиоэлектроника. 2010. № 4. С. 45 - 53.
  8. Богачев М.И., Каюмов А.Р. Сравнительный анализ первичной структуры белков патогенных и непатогенных микроорганизмов при помощи математического аппарата интервальных статистик // Биомедицинская радиоэлектроника. 2010.№ 11. C. 4 - 9.