As famílias de proteínas são grupos de proteínas homólogas, ou seja, têm semelhanças em sequências de aminoácidos e estruturas tridimensionais. As famílias de proteínas ocorrem geralmente devido à duplicação de genes, em que uma cópia adicional de um gene é inserida no genoma de um organismo. Mutações que alteram os aminoácidos, mas ainda permitem que a proteína seja adequadamente sintetizada, levarão a novos membros da família de proteínas. Se estas novas proteínas contiverem aminoácidos semelhantes em localizações chave, domínios de proteínas e, possivelmente, a estrutura tridimensional global, podem permanecer semelhantes. As proteínas dentro de uma família podem ter até 30% de homologia de sequência de aminoácidos, e ainda executarem funções relacionadas.
Superfamílias de Proteínas
As superfamílias de proteínas são grupos maiores de proteínas que evoluíram de um ancestral mais distante. Geralmente têm homologia de sequência mais baixa em comparação com uma família de proteínas, mas ainda têm características estruturais significativas em comum. Cada superfamília pode conter várias famílias de proteínas com estruturas e funções mais intimamente relacionadas. Algumas famílias maiores são divididas ainda mais em subfamílias. A distinção exacta quanto a se as proteínas pertencem a uma superfamília, família ou subfamília pode variar entre sistemas de classificação e ainda está a mudar à medida que a quantidade de sequência de proteínas e dados estruturais continuam a crescer.
A superfamília de proteínas de imunoglobulina (IgSF) é uma das maiores superfamílias de proteínas; mais de 700 membros da superfamília são encontrados no genoma humano. Todos os membros da superfamília contêm um ou mais domínios de imunoglobulina (Ig). Este domínio tem uma estrutura tridimensional única composta por um sanduíche de duas folhas beta paralelas, e a maioria está envolvida na adesão celular ou ligação a ligandos. A IgSF contém muitas famílias, incluindo receptores de antigénios, moléculas de adesão celular (CAMs), proteínas do citoesqueleto, e vários grupos de factores de crescimento e receptores de citocinas. Várias das famílias maiores estão ainda divididas em subfamílias. A família de receptores de antigénios pode ser ainda dividida em subfamílias: a família de anticorpos ou imunoglobulinas e a família dos receptores de células T; as CAMs podem ser divididas nas famílias de proteínas relacionadas com NCAM, ICAM, e CD2.
Bases de Dados de Classificação
As classificações das famílias de proteínas permitem aos cientistas compreender as relações funcionais e evolutivas entre as proteínas. Vários recursos online podem ser usados para procurar famílias de proteínas conhecidas ou classificar proteínas recém-descobertas. A Pfam é uma das várias bases de dados online onde um cientista pode procurar proteínas conhecidas e os membros da sua família. Um investigador também pode inserir a sequência de aminoácidos de uma proteína recém-descoberta para ver se ela pode pertencer a uma família conhecida de proteínas devido à semelhança da sequência. Isto pode fornecer uma hipótese testável a respeito da possível função da nova proteína uma vez que os membros de uma família têm frequentemente estruturas e funções semelhantes.
