Wie häufig sind korrelierte Veränderungen in Familien von Proteinsequenzen?

Eine Verlust-funktion Punktmutation in einem Protein wird oft durch eine zusätzliche Mutation gerettet, die die ursprüngliche physikalische Veränderung kompensiert. Laut einer Hypothese wäre eine solche Kompensation am effektivsten zur Aufrechterhaltung eines strukturellen Motivs, wenn die beiden mutierten Reste räumliche Nachbarn wären. Wäre diese Hypothese korrekt, könnte man erwarten, dass während der Evolution viele solcher kompensatorischen Mutationen aufgetreten sind und dass heutige Proteinfamilien einen gewissen Grad an Korrelation in der Häufigkeit von Aminosäureresten an Positionen zeigen, deren Seitenketten in Kontakt stehen. Hier wird eine statistische Theorie vorgestellt, die die Bewertung von Korrelationen in einer Familie von ausgerichteten Proteinsequenzen ermöglicht, indem ein skalare Metrik (wie Ladung oder Seitenkettenvolumen) jedem Typ von Aminosäure zugewiesen und die Korrelationskoeffizienten dieser Größen an verschiedenen Positionen berechnet werden. Für die Familie der Myoglobine wurde festgestellt, dass es eine hohe Korrelation zwischen Fluktuationen in benachbarten Ladungen gibt. Die Korrelation steht nahe dem, was für die totale Erhaltung der lokalen Ladung zu erwarten wäre. Für die metrische Seitenkettenvolumen konnte hingegen keine Korrelation gefunden werden.