Функциональная роль гена в подсистеме. GO, SEED

Gene Ontology (GO).

Был дан белок с АС Q1RHS0 из организма Rickettsia bellii. Это белок с названием Тype IV secretion system protein VirB8 (белок VirB8 секреции 4 типа). Относится к классу, отвечающему за обработку информации, мембранный транспорт. Сам белок отвечает за перенос ДНК-белковых структур,образуя канал на внутренней мембране. У этого белка было найдено мало терминов GO, поэтому был взят его близкий гомолог - Q7CEG3. Для него определили, какие термины базы данных GeneOntology относятся к белку. Результат можно увидеть в таблице:

Идентификатор GO Название Тип записи Описание

GO:0009405 патогенез биологический процесс множество конкретных процессов, которые генерируют способность организма, вызывать заболевания у другого организма

GO:0030255 белковая секреция при помощи системы IV типа биологический процесс процесс, при котором белки передаются во внеклеточную среду или непосредственно в клетки хозяина с помощью системы секреции IV типа

GO:0016020 идентичное белковое связывание функция взаимодействует избирательно и нековалентно с одинаковым белком или белками

GO:0005886 плазматическая мембрана компонент мембрана, окружающая клетку, отделяет клетку от внешней среды. Она состоит из фосфолипидного бислоя и ассоциированных белков

GO:0016020 мембрана компонент двойной слой липидных молекул, которые охватывают все клетки, в эукариотах; может быть представлен одинарным или двойным липидным бислоем; также включает в себя ассоциированые белки

GO:0016021 интегральный компонент мембраны компонент Компонент мембраны, состоящий из генных продуктов и белковых комплексов, которые имеют некоторую часть, которая проникает по крайней мере через один слой мембранного бислоя; этот компонент включает в себя генные продукты, которые погружены в бислой, не воздействуя со внешней средой

В KEGG идентификатор этого белка-rbe:RBE_1013. Он участвует в бактериальной системе секреции(ko03070), а точнее в системе секреции IV типа(M00333 ) (См.Рис.1)

Рис.1 Карта бактериальной системы секреции. В оранжевую рамку обведена система секреции IV типа, в красной рамке показан наш белок, также в табличке ниже он выделен красным.

Cистемы секреции IV типа гомологичны системам конъюгации бактерий и используются рядом грамм-отрицательных бактерий. Эти системы способны транспортировать как белки, так и ДНК. Короче говоря, системы секреции IV типа - это основной механизм, благодаря которому клетки секретируют или вбирают макромолекулы. Благодаря этой системе бактерии вызывают заболевания у растений и животных. Аппарат системы охватывает обе мембраны бактерии и обычно состоит из двенадцати белков, названных VirB1-VirB11 и VirD4. Периплазматический коровый комплекс VirB8/VirB10 структурно и функционально связывает цитоплазматические НТФазы системы с ее внешней мембраной и компонентами ворсинок.(См.Рис.2)

Рис.2 Иллюстрация со структурой систем секреции IV типа к статье "Type IV secretion" авторов Anja Seubert, Rino Rappuoli and Antonello Covacci в журнале Nature, 2004г.

Поиск ортологов

С помощью Blast SEED с параметрами Number of regions = 50, E-value cut off = 1e-6 были найдены и отобраны ортологи из разных родов. На изображении ниже представлена карта окрестностей отобранных ортологов. Было получено белковое выравнивание и таблица.

Рис.3 Выравнивание гена VirB8 Rickettsia bellii(выделено серым) с геномами 8 других орагнизмов. VirB8 обозначен красной стрелкой.

Итак, как видно из рисунка система секреции IV типа, состоящая из белков VirB1-VirB11 и VirD4 присуща только близкородственным видам: у всех есть VirB8(красный1), который формирует канал на внутренней мембране для секреции Т-ДНК через систему секреции IV типа, VirB9(оранжевый3), который является компонентом системы секреции на наружней мембране и периплазме, VirB7(темно-синий4), липопротеин этой же системы секреции, охватывающий наружную мембрану и периплазм, VirB10(голубой6), являющийся белком на внутренней мембране, также участвующим в системе, VirB11(лиловый7), АТФаза, необходимая как для сборки комплекса системы, так и для секретирования Т-ДНК , VirD4(темно-зеленый8, парный белок, необходимый для транспорта Т-ДНК, а виды из другого рода уже не имеют всех этих белков, но у них есть белок VirB8.

Идентификатор GO	Название	Тип записи	Описание
GO:0009405	патогенез	биологический процесс	множество конкретных процессов, которые генерируют способность организма, вызывать заболевания у другого организма
GO:0030255	белковая секреция при помощи системы IV типа	биологический процесс	процесс, при котором белки передаются во внеклеточную среду или непосредственно в клетки хозяина с помощью системы секреции IV типа
GO:0016020	идентичное белковое связывание	функция	взаимодействует избирательно и нековалентно с одинаковым белком или белками
GO:0005886	плазматическая мембрана	компонент	мембрана, окружающая клетку, отделяет клетку от внешней среды. Она состоит из фосфолипидного бислоя и ассоциированных белков
GO:0016020	мембрана	компонент	двойной слой липидных молекул, которые охватывают все клетки, в эукариотах; может быть представлен одинарным или двойным липидным бислоем; также включает в себя ассоциированые белки
GO:0016021	интегральный компонент мембраны	компонент	Компонент мембраны, состоящий из генных продуктов и белковых комплексов, которые имеют некоторую часть, которая проникает по крайней мере через один слой мембранного бислоя; этот компонент включает в себя генные продукты, которые погружены в бислой, не воздействуя со внешней средой