Занятие 8

Описание структур

PDB код	Тип (спираль, баррель)	Число цепей, образующих одну ТМ единицу (баррель или набор спиралей)	Число трансмембранных участков в ТМ единице	Число остатков в одном трансмембранном участке (типичное, минимальное, максимальное)	Толщина мембраны в ангстремах	Наклон спиралей/тяжей к нормали	Какая мембрана, организм, "код транспортера", функция белка
3pqr	альфа	1	7	20, 21, 22, 23, 24, 25	31.8 ± 1.1	9 ± 1	эукариотическая плазмалемма, животные, 9.A.14.1.2, зрение.
1a0s	бетта	3	18	16 -мах, 6 - min, 8 - среднее	23.8 ± 1.1	P-1, Q-2, R-1	наружная мембрана грам-отрицательных бактерий, 1.B.3.1.2, симпортер углевод/протон
1zoy	альфа	4	A,B[0], B,C[3]	20, 27 и 28	29.8 ± 1.1	C-27, D-18	внутренняя мембрана митохондрии, 5.A.4.1.1 дегидрогеназа сукцината в митохондриальном дыхательном комплексе II
3b9y	альфа	3	11	среднее 19, min 18, max 25	29.8 ± 1.3	8	внутренняя мембрана грам-отрицательных бактерий, 1.A.11.4.4, трансмембранный транспортер аммония.
7ahl	бетта	7	2	12 и 13	23.5 ± 0.9	A-33, B,C,D,F,G-34, E-35	секретируемый, 1.C.3.1.1, участвует в патогенезе.
3bry	бетта	1	14	min 10 max 17 среднее 13	25.4 ± 1.5	2	наружная мембрана грам-отрицательных бактерий, 1.B.9.2.3, метаболизм толуола.

Мембранные белки могут быть интегральными, полуитегральными и поверхностными. Tолщина мембраны (бислой) эукариот колеблется от 28 до 34, и в среднем равна 31±2.
Для внутренней мембраны грам-отрицательных бактерий этот показатель находится в тех же пределах, в среднем же он немного ниже и равен 30±2
Наружняя мембрана (бислой) тех же бактерий немногим уже и в ширину составляет в среднем 25 ± 1
Плазматическая мембрана грам-положительных бактерий шире, и имеет сходную с мембранами грам-отрицательных бактерий толщину

Для бетта-барелей соединения трансмембранных участков обычно невелики (не более 10ти АО), для случая с альфа спиралями эти
участки в большинстве случаев по размеру сопоставимы с трансмембранными.
Как видно из таблицы, для всех ТМ участков с альфа спиралями число остатков больше или равно 20. Для бета тяжей это число в среднем находится между 10 и 15, то есть меньше.

Аннотация протеина

TMHMM

Sequence	TMHMM1.0	inside	     1    47
Sequence	TMHMM1.0	TMhelix	    48    70
Sequence	TMHMM1.0	outside	    71   112
Sequence	TMHMM1.0	TMhelix	   113   135
Sequence	TMHMM1.0	inside	   136   186
Sequence	TMHMM1.0	TMhelix	   187   205
Sequence	TMHMM1.0	outside	   206   213
Sequence	TMHMM1.0	TMhelix	   214   236
Sequence	TMHMM1.0	inside	   237   291
Sequence	TMHMM1.0	TMhelix	   292   314
Sequence	TMHMM1.0	outside	   315   322
Sequence	TMHMM1.0	TMhelix	   323   345
Sequence	TMHMM1.0	inside	   346   706
Sequence	TMHMM1.0	TMhelix	   707   729
Sequence	TMHMM1.0	outside	   730   751
Sequence	TMHMM1.0	TMhelix	   752   774
Sequence	TMHMM1.0	inside	   775   848
Sequence	TMHMM1.0	TMhelix	   849   871
Sequence	TMHMM1.0	outside	   872   935
Sequence	TMHMM1.0	TMhelix	   936   958
Sequence	TMHMM1.0	inside	   959   970
Sequence	TMHMM1.0	TMhelix	   971   989
Sequence	TMHMM1.0	outside	   990  1276

Описание
Судя по представленным в Uniprot данным, MDR3_MOUSE опосредует АТФ-зависимый транспорт органических анионов и лекарств из цитоплазмы,
а так же перенос фосфатидилхолина через мембрану гепатоцитов. Локализован в клеточной мембране, гомологичен одному экспортеру (TC 3.A.1.201).
Более того, имеет в составе по 2 трансмембранных и транспортерных домены.
В аннотации последовательности чередуются цитопплазматические, трансмембранные спиральные и внеклеточные участки.
P21448 это гомолог MDR3_MOUSE у китайского хомячка. Он тоже АТФ-зависимая помпа, выкачивающая лекарственные препараты из клеток наружу.
Доменная организация та же.
3D cтруктура иимеет такую же доменную организацию (положение ТМ участков совпадает с положением в Uniprot)
Однако TMHMM немного отличается. Эта программа не обнаружила одну ТМ спираль, поэтому концевой цитоплазматический участок превратился в наружный участок.
Cигналы находятся слишком близко (очень короткий линкер -- 1 Глицин -- связывает два ТМ участка) и программа принимает два сигнала как один, поэтому результат такой.
Выравнивание
Разметку делал для своего белка. В выравнивании были гэпы, учел их.

Oтметил только ТМ участки и концевые цитоплазматические участки (для экономии времени). Понятно, что между ТМ участками цитоплазматические и внеклеточные участки чередуются.
Формат не .msf, ибо сохраняя в .msf я теряю разметку. Поэтому .jar.

структура гомолога 3pqr

3

диаметр бактериальной клетки от 0,5 до 4 мкм. То есть, мембрана должна быть толщиной с пакет, в который помещена дыня

4

Трансмембранного бетта-бареля у грам-положительных бактерий в МЕМБРАНЕ я не нашел. Однако в клеточной стенке они присутствуют.
Например, 1UUN, или порин MspA, у Mycobacterium smegmatis (код 1.B.24.1.1) . У него 8 цепей, по два ТМ участка у каждой, это гомооктамерный протеин.
Толщина гидрофобности 40.7 ± 2.1 A, что на 10 больше, чем в случае с мембраной. Hаклон : 54°. Участвует в цитолизе клеток других организмов.

5

Нашелся один белок, 2J58, или липопротеин наружной мембраны Wza у Escherichia coli, код 1.B.18.3.1.
У него 8 цепей, по 1 ТМ участку в каждой. Толщина гидрофобности 31.1 ± 0.8 A, угол наклона 44°. Это транспортер полисахаридов.

7

1UUN, или порин MspA, у Mycobacterium smegmatis (код 1.B.24.1.1) . У него 8 цепей, по два ТМ участка у каждой, это гомооктамерный протеин.
Толщина гидрофобности 40.7 ± 2.1 A, что на 10 больше, чем в случае с мембраной. Hаклон : 54°. Участвует в цитолизе клеток других организмов.