Описание белка. Uniprot
В 1 семестре в мини-обзоре рассматривалась бактерия Synechococcus elongatus PCC 7942 = FACHB-805. Она является модельным организмом и хорошо изучена. Для поиска белков бактерии в поле Taxonomy [OC] расширенного поиска базы данных UniProtKB было введено: Synechococcus elongatus (strain ATCC 33912 / PCC 7942 / FACHB-805) (Anacystis nidulans R2) [1140]. По этому запросу нашлось 2859 результатов.
Был выбран белок Q31MN3 (KATG_SYNE7) — каталаза-пероксидаза (сatalase-peroxidase). Аннотация этого белка оценена на 5/5 (Annotation score), его существование доказано на уровне белка (Protein existence: Evidence at protein level), а также запись о нем относится к базе данных Swiss-Prot (Status: UniProtKB reviewed). Это значит, что информация о белке была проверена кураторами и есть экспериментальные доказательства существования белка. Интересно, что этот фермент обладает каталазной и пероксидазной активностью.
Каталаза-пероксидаза - бифункциональный фермент класса оксидоредуктаз, обладающий каталазной и пероксидазной активностью широкого спектра. Она кодируется геном katG, состоит из 720 аминокислотных остатков. Катализирует следующие реакции:
2 H2O2 = O2 + 2 H2O
H2O2 + AH2 = A + 2 H2O (АН2 - окисляемый субстрат)
У этого фермента 1 активный центр. Кофактором является гем b (heme b, железо(II)-протопорфирин IX).
В базе UniRef для белка Q31MN3 нашлись следующие кластеры (у всех названия Catalase-peroxidase):
UniRef100_Q31MN3: 3 белка, длина репрезентативной последовательности 720 а. о.
UniRef90_Q31MN3: 10 белков, длина репрезентативной последовательности 720 а. о.
UniRef50_P73911: 9355 белков, длина репрезентативной последовательности 754 а. о.
1. Для оценки распространенности белка среди бактерий рода Synechococcus был выполнен поиск по запросу (protein_name:Catalase-peroxidase) AND (taxonomy_id:1129) AND NOT (protein_name:Catalase-related peroxidase) (условие AND NOT (protein_name:Catalase-related peroxidase было добавлено, так как без него находились белки с таким названием). В результате было найдено 9 записей, причем все найденные белки с таким названием кодируются геном katG.
Аналогичным образом был проведен поиск среди цианобактерий и бактерий в целом (по условиям (taxonomy_id:1117) и (taxonomy_id:2) соответственно. Для цианобактерий было найдено 97 записей, а для бактерий - 14206. Cреди цианобактерий этот белок в основном встречается у порядков Synechococcales, Nostocales, Chroococcales, Leptolyngbyales (результаты запроса были сгруппированы по категории Taxonomy.
2. Так как все найденные с помощью первого запроса белки у рода Synechococcus кодировались геном katG, был произведен поиск по запросу (protein_name:Catalase-peroxidase) AND (taxonomy_id:1117) AND NOT (protein_name:Catalase-related peroxidase) AND (gene:katG) для цианобактерий, и аналогично добавлено условие AND (gene:katG) к запросу для бактерий. Для цианобактерий нашлось 93 записи, а для бактерий - 13698. Это показывает, что у бактерий и у цианобактерий почти все эти белки кодируются геном katG.
3. Был выполнен поиск по запросу (cc_cofactor_note:"heme b") AND (taxonomy_id:1140), чтобы понять, для какого количества белков данного штамма бактерии Synechococcus elongatus кофактором является гем b. Было найдено 3 записи о следующих белках: каталаза-пероксидаза, цитохром b6 (Cytochrome b6), оксидаза протопорфириногена IX (Protoporphyrinogen IX oxidase). Все они относятся к классу оксидоредкутаз.