Мембранные белки.


Таблица 1. Описание трансмембранных белков с известной 3D структурой

PDB код 3kso 2qks 1py6 1a0s 3dwo 3m4e
Тип (спираль, баррель) спираль спираль спираль баррель баррель баррель
Число цепей, образующих одну ТМ единицу (баррель или набор спиралей) A,B,C A,C,D,E A,D,C P,Q,R X A-G
Число трансмембранных участков в ТМ единице 12 2 7 18 14 2
Число остатков в одном трансмембранном участке (типичное - взято самое часто встречающееся значение , минимальное, максимальное) 15 - тип., 14 - min, 20 - max 24 - min, 25 - max 21 - тип., 19 - min, 23 - max 8, 7 - тип., 6 - min, 15 - max 9 - тип., 9 - min, 11 - max 11
Толщина мембраны в ангстремах 28.8 ± 0.5 A 30.5 ± 1.4 A 29.6 ± 2.2 A 23.8 ± 1.1 A 24.8 ± 1.6 A 23.5 ± 0.9 A
Наклон спиралей/тяжей к нормали 3° 32° 24° P,R - 1°, Q - 2° 2° A - 33°, E - 35°, остальные - 34°
Какая мембрана, организм, "код транспортера", функция белка переносчик катионов, Escherichia coli K-12 транспортер металлов, Burkholderia xenovorans родопсин-подобный рецептор, Halobacterium salinarum сахарозный порин, Salmonella typhimurium, 1.B.3.1.2 внешнемембранный протеин, Pseudomonas aeruginosa; альфа-гемолизин, Staphylococcus aureus;

Только у одного из выбранных белков нашлась запись в TCDB. Трансмембранные белки очень разнообразны по структуре.

Толщина бислоя варьирует от 20 А до 40 А, но чаще всего около 30 А у разных белков, а неточность связана, видимо, с разрешением.

Для эукариот, грам- и грам+ бактерий средние значения толщины бислоя отличаются.

Длина ТМ участков не сильно варьирует для одной ТМ единицы (для моих белков не более чем на 10 остатков), но в целом количество остатков находится в диапазоне от нескольких(5-7) до 20-25.

Аннотирование трансмембранного участка белка Q6NXK8


Положение участков для гомологичного белка 2QTS(PDBTM)
Красный- внешнемембранная часть белка;
Желтый- трансмембранная часть белка;
Синий- внутримембранная часть белка;


1. Предсказание с помощью UniProt


В разделе Sequence annotation -> Regions показаны возможные ТМ участки 1-45 Цитоплазматический 46-69 TM 70-425 Внутриклеточный 426-452 TM 453-526 Цитоплазматический
Это ионный канал нейронов, проводящий в основном натрий, а так же проницаемый для калия, лития и кальция, который ингибируется амилоридом.

Предсказание с помощью TMHMM




Sequence TMHMM2.0 outside 1 526
Программа не смогла предсказать точно ТМ участки, но их примерное положение можно видеть на графике, подтверждая предсказания UniProt.

Выравнивание с помощью Jalview


Выравнивание
Я сделала выравнивание моего белка с неизвестными ТМ участками Q6NXK8, гомологичного ему белка с известной структурой, взяв его последовательность из UniProt ACCN2_CHICK и 2QTS из PDB(цепь А).
Это выравнивание разметила согласно информации о вторичной структуре взятой из PDBTM. Разметила буквами Н-ТМучасток, О-внешний, I-цитоплазматический. Эта разметка только для А-цепи гомолигочного белка, а в остальных белках использовав Veiw => Feature settings выделила ТМ участки бордовым цветом.(видимо это участки предсказанные UniProt) Там же в выравнивании добавила вторичную структуру 2QTS.

Выводы и комментарии


UniProt достаточно точно предсказат TM участки, в отличие от TMHMM, который выдал только приблизительный график. В принципе такие участки можно предсказать, выранивая с гомологичными белками.

Дополнительные задания


3. Диаметр бактериальной клетки 0.5-5 мкм, а толщина мембраны около 30 А. 10000 А=1 мкм
Мембрану можно сравнить со слоем эпидермиса на дыне.
© Garanina Irina