Трансмембранные белки
Сравнение предсказаний трансмембранных участков в бета-листовом белке
В базе данных OPM я выбрала белок:
Type: Transmembrane (трансмембранные белки)
Class: Beta-barrel transmembrane (белки, с β-листами в трансмембранной части)
Superfamily: Sugar porins (Cахарные порины)
Family: Malptoporin-like proteins (белки, похожие на Малтопорины)
Name: Maltoporin (Малтопорин)
Species: Salmonella enterica
Localization: Bacterial Gram-negative outer membrane
UniProt: LAMB_SALTY
PDB: 2mpr
Функции: Проводит мальтозу и малтодекстирины на внешней мембране грамотрицательных бактерий. Изначально был рецептором связывания бактериофагов (сейчас считается что нет?).
Структура: Белок малтпорин состоит из 3х частей. Из 3х бета бочонков.
Рис1. Малтопорин (вид с боку, в мембране). Красными шариками показана внешняя часть мембраны, синими - внутренняя часть. Розовым, голубым и зеленым показаны домены белка (фото взято с сайта OPM)
Рис2. Малтопорин (вид с торца) (фото взято с сайта Wikipedia)
Я взяла последовательность белка с сайта UniProt и загрузила его в DeepTMHMM:
| Номер петли | OPM | DeepTMHMM |
| 1: | 3-13 | 28-37 |
| 2: | 39-48 | 64-72 |
| 3: | 59-68 | 84-92 |
| 4: | 75-88 | 104-113 |
| 5: | 99-104 | 124-130 |
| 6: | 125-132 | 149-157 |
| 7: | 138-146 | 163-170 |
| 8: | 170-179 | 196-202 |
| 9: | 186-194 | 211-218 |
| 10: | 212-221 | 239-246 |
| 11: | 227-235 | 252-259 |
| 12: | 279-288 | 306-313 |
| 13: | 294-303 | 320-327 |
| 14: | 315-324 | 342-349 |
| 15: | 330-339 | 356-362 |
| 16: | 353-362 | 379-387 |
| 17: | 371-380 | 392-403 |
| 18: | 417-426 | 444-451 |
Не очень понимаю, почему так происходит. Как будто бы предсказание DeepTMHMM не точно (я бы даже сказала, не верно), так как нет совпадений по числам в табличке координат трансмембранных участков, но при этом программа нашла тоже 18 петель.
Совпадение по количеству петель может быть случайным. Также алгоритм может неправильно работать из-за атипичной последовательности белка, или особых свойств белка итд. Могла быть дана другая последовательность, изоформа, или были ошибки секвенирования. Но не думаю, что это действительно то, что повлияло в моем случае на такую выдачу.
Наиболее вероятно, что такакя ошибка происходит из-за того, что ОРМ не дифференцирует сигнал от сигнального пептида, а DeepTMHMM начинает отсчет координат без него.
Рис3. Графическое изображение результатов DeepTMHMM. На верхнем графике изображена наиболее вероятная топология белка, а на нижнем — вероятности топологии. Общая информация: зеленые линии - часть белка в переплазме, синие - часть белка снаружи кл, красные - часть белка в метмбране, оранжевая линия - это сигнальный пептид на N конце белка (по сути он не лежит ни в мембране, ни за мембраной), он может ошибочно быть предсказан как ТМ, так как гидрофобный, но программа DeepTMHMM выделяет его в отдельный сигнал. По верхнему рисунку выдачи можно заметить, что внешние петли длиннее, чем внутренние. По нижнему графику видно, что структура очень четкая и вероятность для всего хорошая, но расстояние между участками в мембране не одинаковое.
Вычту длину сигнального пептида (10) из предсказания ОРМ и снова посмотрю на координаты.
| Номер петли | OPM | DeepTMHMM |
| 1: | 29-38 | 28-37 | 2: | 49-58 | -- |
| 3: | 65-78 | 64-72 |
| 4: | 89-94 | 84-92 |
| 5: | 115-122 | 104-113 |
| 6: | 128-136 | 124-130 |
| 7: | -- | 149-157 |
| 8: | 160-169 | 163-170 |
| 9: | 176-184 | 196-202 |
| 10: | 202-211 | 211-218 |
| 11: | 217-225 | 239-246 |
| 12: | 269-278 | 252-259 |
| 13: | 284-293 | -- |
| 14: | 305-314 | 306-313 |
| 15: | 320-329 | 320-327 |
| 16: | 343-352 | 342-349 |
| 17: | 361-370 | 356-362 |
| 18: | -- | 379-387 |
| 19: | 407-416 | 392-403 |
| 20: | -- | 444-451 |
Какие-то координаты примерно совпадают, но не все. Есть несовпадение по их количеству (в ОРМ на 1 участок меньше), какие-то кчастки недопредсказаны. Вывод: пресказание не совсем точное.
Сравнение предсказаний трансмембранных участков в альфа-спиральном белке
Для этого задания мне был выдан белок 5hwy.
Type: Transmembrane (трансмембранные белки)
Class: Alpha-helical polytopic (белки, с альфа-спиралями в трансмембранной части)
Superfamily: Sodium/calcium exchanger (Натрий-кальцевый обменник)
Family: Sodium/calcium exchanger (Натрий-кальцевый обменник)
Name: Sodium/calcium exchanger, structure 3 (Натрий-кальцевый обменник, структура 3)
Species: Methanocaldococcus jannaschii
Localization: Archaebacterial membrane
UniProt: Y091_METJA
PDB: 5hwy
Рис4. Натрий-кальцевый обменник
Я взяла последовательность белка с сайта UniProt и загрузила его в DeepTMHMM:
| Номер петли | OPM | DeepTMHMM |
| 1: | 3-24 | 3-23 |
| 2: | 39-61 | 48-59 |
| 3: | 68-92 | 78-92 |
| 4: | 103-121 | 104-120 |
| 5: | 125-143 | 126-143 |
| 6: | 165-190 | 162-183 |
| 7: | 200-220 | 202-219 |
| 8: | 228-251 | 233-247 |
| 9: | 258-274 | 257-275 |
| 10: | 283-298 | 285-299 |
Нашлось одинаковое количество трансмембранных участков (10 штук). Здесь уже есть совпадающие координаты, но все-таки различия в цифрах есть (где-то всего в 1, где-то в 10), границы немного размыты. К сожалению, почему так происходит - я объяснить не могу, только предполагаю неточность программы DeepTMHMM. Вывод: предсказение неплохое, но не слишком точное.
Рис5. Графическое изображение результатов DeepTMHMM. На верхнем графике изображена наиболее вероятная топология белка, а на нижнем — вероятности топологии. Общая информация: зеленые линии - часть белка в переплазме, синие - часть белка снаружи кл, крансые - часть белка в метмбране. По верхнему рисунку выдачи нельзя сказать о какой-то закономерности в длине петлей. По нижнему графику видно, что структура не очень четкая и вероятность не везде хорошая, много кривых линий.