Genetic Engineering: Principles and Methods: Principles and Methods

در طول دهه گذشته، آزمایشگاه ما و سایرین درگیر مطالعات باستان شناسی مولکولی با هدف آشکارسازی منشاء و تاریخچه تکاملی پرمازها بوده اند (1). این مطالعات نشان داده است که چندین خانواده مختلف، که بر اساس شباهت‌های توالی تعریف شده‌اند، مستقل از یکدیگر، در زمان‌های مختلف در تاریخ تکامل و مسیرهای متفاوتی را دنبال می‌کنند. هنگامی که ژنوم های میکروبی کامل برای اولین بار برای تجزیه و تحلیل در دسترس قرار گرفت، ما نرم افزار p موجود را تطبیق دادیم و برنامه های جدیدی طراحی کردیم که به ما امکان می داد پروتئین های غشایی احتمالی را به سرعت شناسایی کنیم، توپولوژی آنها را تخمین بزنیم و احتمال عملکرد آنها در حمل و نقل را تعیین کنیم (2). این کار به ما این امکان را داد که خانواده هایی را که قبلاً شناخته شده بودند گسترش دهیم و ده ها خانواده جدید را شناسایی کنیم. همه این کارها سپس ما را به تلاش برای طراحی یک سیستم طبقه بندی منطقی اما جامع که برای مکمل کامل سیستم های حمل و نقل موجود در همه موجودات زنده قابل استفاده باشد، هدایت کرد (3). سیستم طبقه‌بندی که ما ابداع کرده‌ایم اساساً بر اساس نحوه حمل و نقل و مکانیسم جفت انرژی است، ثانیاً بر فیلوژنی مولکولی، و در نهایت بر اساس ویژگی‌های بستر هر پرماز (4).

Over the past decade, our laboratory and others have been concerned with molecular archaeological studies aimed at revealing the origins and evolutionary histories of permeases (1). These studies have revealed that several different families, defined on the basis of sequence similarities, arose independently of each other, at different times in evolutionary history, following different routes. When complete microbial genomes first became available for analysis, we adapted p- existing software and designed new programs that allowed us quickly to identify probable transmembrane proteins, estimate their topologies and determine the likelihood that they function in transport (2). This work allowed us to expand previously-recognized families and to identify dozens of new families. All of this work then led us to attempt to design a rational but comprehensive classification system that would be applicable to the complete complement of transport systems found in all living organisms (3). The classification system that we have devised is based primarily on mode of transport and energy coupling mechanism, secondarily on molecular phylogeny, and lastly on the substrate specificities of the individual permeases (4).