Les familles de protéines sont des groupes de protéines homologues; c’est-à-dire qu’elles ont des similitudes dans les séquences d’acides aminés et les structures tridimensionnelles. Les familles de protéines se produisent généralement en raison de la duplication de gènes, où une copie supplémentaire d’un gène est insérée dans le génome de un organisme. Les mutations qui modifient les acides aminés tout en permettant à la protéine d’être correctement synthétisée conduiront à de nouveaux membres de la famille des protéines. Si ces nouvelles protéines contiennent des acides aminés similaires aux acides dans les emplacements clés, les domaines protéiques et éventuellement la structure tridimensionnelle globale, peuvent rester similaires.
Superfamilles de protéines
Les superfamilles de protéines sont de plus grands groupes de protéines qui ont évolué à partir d’un ancêtre plus éloigné. Ils ont généralement une homologie de séquence plus faible par rapport à une famille de protéines, mais ont toujours des caractéristiques structurelles importantes en commun. Chaque superfamille peut contenir plusieurs familles de protéines avec des structures et des fonctions plus étroitement liées. Certaines familles plus nombreuses sont encore plus divisées en sous-familles. La distinction exacte selon laquelle les protéines appartiennent à une superfamille, une famille ou une sous-famille peut varier selon les systèmes de classification et continue de changer à mesure que la quantité de séquences de protéines et de données structurelles continue de croître.
La superfamille des protéines d’immunoglobuline (IgSF) est l’une des plus grandes superfamilles de protéines ; plus de 700 membres de la superfamille se trouvent dans le génome humain. Tous les membres de la superfamille contiennent un ou plusieurs domaines d’immunoglobuline (Ig). Ce domaine a une structure tridimensionnelle unique composée d’un sandwich de deux feuillets bêta antiparallèles, et la plupart sont impliqués dans l’adhésion cellulaire ou la liaison de ligands. L’IgSF contient de nombreuses familles comprenant des récepteurs d’antigène, des molécules d’adhésion cellulaire (CAM), des protéines du cytosquelette et plusieurs groupes de récepteurs de facteurs de croissance et de cytokines. Plusieurs des grandes familles sont encore divisées en sous-familles. La famille des récepteurs d’antigènes peut encore être divisée en sous-familles : la famille des anticorps ou des immunoglobulines et la famille des récepteurs des cellules T ; les CAM peuvent être divisées en familles de protéines liées à NCAM, ICAM et CD2.
Bases de données de classification
Les classifications des familles de protéines permettent aux scientifiques de comprendre les relations fonctionnelles et évolutives entre les protéines. Plusieurs ressources en ligne peuvent être utilisées pour rechercher des familles de protéines connues ou classer les protéines nouvellement découvertes. Pfam est l’une des nombreuses bases de données en ligne où un scientifique peut rechercher des protéines connues et les membres de leur famille. Un chercheur peut également saisir la séquence d’acides aminés d’une protéine nouvellement découverte pour voir si elle pourrait appartenir à une famille connue de protéines en raison de la similarité de séquence. Cela peut fournir une hypothèse vérifiable quant au rôle possible de la nouvelle protéine car les membres d’une même famille ont souvent des structures et des fonctions similaires.
