2023
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
Занятие 6. Трансмембранные белки
Отчёт по занятию должен быть выложен на сайт, со ссылкой со страницы семестра. Записывайтесь в очередь на проверку.
Задание 1. Сравнение предсказаний трансмембранных участков в бета-листовом белке
Цель задания: сравнить результаты предсказаний трансмембранных участков по последовательности (с помощью DeepTMHMM) и по трехмерной структуре (база данных OPM) в β-листовом белке.
С помощью поиска по уровням классификации в базе данных OPM найдите любой белок, в трансмембранной части которого находятся β-листы. Поищите какой-нибудь интересный! Напишите в отчете, какой белок вы выбрали (обязательно укажите название на русском языке, название на английском, идентификатор PDB и идентификатор UniProt, из какого организма белок, в какой мембране располагается; желательно также посмотреть в UniProt и кратко написать, что белок делает).
Выпишите на отчетную страницу координаты трансмембранных участков белка, приведенные в OPM.
Запустите DeepTMHMM для последовательности этого белка (в отчете укажите, откуда взяли последовательность). Выпишите на отчетную страницу предсказанные программой координаты трансмембранных участков. Приведите графическое изображение результатов DeepTMHMM (обязательно с подписью, объясняющей что показано на рисунке) и ссылку на файл с результатами в текстовом виде (можете выбрать любой из текстовых форматов, который Вы понимаете как читать).
На качественном уровне опишите, насколько совпадают результаты, полученные двумя методами. Некоторые примеры вопросов, на которые можно при этом отвечать: есть ли β-тяжи, полностью "не замеченные" одной из предсказывающих программ? для скольких β-тяжей предсказания перекрываются, насколько точно они при этом совпадают (если результаты отличаются, предложите варианты объяснения причин этого).
За дополнительные баллы: проведите сравнение с помощью трехмерной структуры белка: скачайте из OPM структуру белка с указанием границ гидрофобного слоя мембраны и покажите на ней предсказанные DeepTMHMM и данные в OPM участки. Приведите изображение на странице с подписью и обязательным указанием, как показана какая сторона мембраны. Если на рисунке показано несколько белков (или несколько субъединиц одного белка), обязательно поясните это в подписи.
Задание 2. Сравнение предсказаний трансмембранных участков в альфа-спиральном белке
Цель задания: сравнить результаты предсказаний трансмембранных участков по последовательности (с помощью DeepTMHMM) и по AlphaFold-модели структуры (сервер PPM) в α-спиральном белке.
Каждому студенту выдан отдельный трансмембранный белок, у которого в настоящее время нет близкого гомолога с экспериментально полученной трехмерной структурой (terra incognita). В двух словах: прокариотические белки из SwissProt сравнивались с белками, находящимися в PDB с помощью BLAST; те, у которых есть гомологи в PDB с e-value менее 1e-5 отбрасывались; из оставшихся брались только белки, содержащие не менее шести предсказанных трансмембранных спиралей; из них методом тыка отбирались белки для задания. Поскольку это белок из SwissProt, для него существует предсказание трехмерной структуры, полученное с помощью AlphaFold.
Напишите в отчете, какой белок был вам выдан (обязательно - название на русском и английском языке, идентификатор SwissProt, название организма; желательно — что известно о функции белка).
Запустите DeepTMHMM для выданного белка, получите координаты предсказанных трансмембранных спиралей. Оформите результаты аналогично тому, как это было сделано в задании 1.
Скачайте предсказание AlphaFold трехмерной структуры выданного белка (раздел Structure записи в UniProt, справа от описания, под изображением модели, есть кнопка загрузки).
Выберите версию сервера PPM 3.0 (мы за будущее!). Выберите параметры алгоритма. Укажите на отчетной странице, какие параметры вы использовали и почему. В частности, обязательно укажите, откуда Вы взяли данные для параметра "Topology (N-ter)". Запустите алгоритм. Сохраните полученную модель, а также выданную программой информацию о координатах трансмембранных участков в белке, и приведите координаты предсказанных участков на своей странице.
На качественном уровне опишите, насколько совпадают результаты, полученные двумя методами. Примеры того, на какие вопросы можно ответить и как получить дополнительные баллы за визуальное сравнение, см. в указаниях к заданию 1. Еще одно направление мысли: модель вашего белка в БД UniProt имеет легенду с оценкой качества предсказания в разных участках полученной структуры. Могла ли достоверность модели оказать влияние на результаты предсказания сервера PPM? Ответ обоснуйте.
Задание 3 (необязательное). База данных TCDB
Поищите в БД TCDB выданный вам белок и белок, который вы выбрали в задании №1 (искать нужно по идентификатору UniProt, причем AC, а не ID: например, P0A910, а не OMPA_ECOLI). В OPM есть прямые ссылки на TCDB.
- Если белки не обнаружены, опишите, как вы искали, и результат; тогда можете взять произвольный белок из этой базы данных. Посмотрите, что означают цифры TC-кода рассматриваемых белков. Переведите сведения на русский язык и представьте на отчётной странице в свободной форме.