Трансмембранные белки

1. База данных OPM

Таблица 1. Некоторые хараткеристики трансмембранной области тетрамерного белка Polyisoprenyl-phosphate glycosyltransferase GtrB [Synechocystis sp.] (PDB ID: 5EKE).

Толщина гидрофобной части белка в мембране	Координаты трансмембранной области для α-спиралей	Среднее количество остатков в одной трансмембранной α-спирали	Расположение белка
31.4 ± 1.2 Å	1: 226-250, 2: 265-287	24	внутренняя мембрана

Рис. 1. Визуализация белка Polyisoprenyl-phosphate glycosyltransferase GtrB, полученная с помощью молекуялрного визуализатора PyMOL

Таблица 2. Некоторые хараткеристики трансмембранной области белка Phenol degradation pathway involved protein [Pseudomonas putida] (PDB ID: 4RL8).

Толщина гидрофобной части белка в мембране	Координаты трансмембранной области для β-тяжей	Среднее количество остатков в одном трансмембранном β-тяже	Расположение белка
23.4 ± 1.1 Å	1: 16-24, 2: 47-54, 3: 64-73, 4: 90-100, 5: 109-118, 6: 136-146, 7: 154-162, 8: 182-191, 9: 198-204, 10: 225-232, 11: 240-245, 12: 258-266	9	внешняя мембрана

Рис. 1. Визуализация белка Phenol degradation pathway involved protein, полученная с помощью молекуялрного визуализатора PyMOL

2. Анализ предсказания трансмембранных спиралей Polyisoprenyl-phosphate glycosyltransferase GtrB

Выдача сервиса TMHMM

# 5EKE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE Length: 341
# 5EKE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE Number of predicted TMHs:  2
# 5EKE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE Exp number of AAs in TMHs: 44.85726
# 5EKE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE Exp number, first 60 AAs:  0.04628
# 5EKE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE Total prob of N-in:        0.17784
5EKE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE	TMHMM2.0	outside	     1   252
5EKE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE	TMHMM2.0	TMhelix	   253   272
5EKE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE	TMHMM2.0	inside	   273   284
5EKE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE	TMHMM2.0	TMhelix	   285   307
5EKE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE	TMHMM2.0	outside	   308   341

Рис. 3. Графический выход сервиса TMHMM: предсказания трансмембранных участков последовательности цепи А белка Polyisoprenyl-phosphate glycosyltransferase GtrB. По оси Ox отчисляются аминокислотные остатки (номера, отчитывающиеся от N-конца к C-концу), по Oy - вероятность этих остатков оказаться в каком-либо положении отностительно мембраны. Вероятность остатков оказаться в трансмембранной части белка отмечена сплошными красными областями на графике, розовый трек соответствует вероятности остатков оказаться с наружней стороны от мембраны, синий - с внуренней. На линейной схеме в верхней части рисунка приведено предсказанное программой расположение фрагментов цепи белка относительно мембраны: красные блоки соответствуют трансмембранным участкам, синие - находящимся в цитоплазме, розовые - находящимся снаружи от мембраны.

Выдача сервиса Phobius

Prediction of 5EKE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE
ID   5EKE:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE
FT   TOPO_DOM      1    252       CYTOPLASMIC.
FT   TRANSMEM    253    274       
FT   TOPO_DOM    275    285       NON CYTOPLASMIC.
FT   TRANSMEM    286    311       
FT   TOPO_DOM    312    341       CYTOPLASMIC.

Рис. 4. Графический выход сервиса Phobius: предсказания трансмембранных участков последовательности цепи А белка Polyisoprenyl-phosphate glycosyltransferase GtrB. По оси Ox отчисляются аминокислотные остатки (номера, отчитывающиеся от N-конца к C-концу), по Oy - вероятность этих остатков оказаться в каком-либо положении отностительно мембраны. Вероятность остатков оказаться в трансмембранной части белка отмечена сплошными серыми областями на графике, зеленый трек соответствует вероятности остатков оказаться цитоплазматическими, синий - нецитоплазаматическими, красный - соответствует сигнальному пептиду. На линейной схеме в нижней части графика приведено предсказанное программой расположение фрагментов цепи белка относительно мембраны; блоки имеют те же цветовые обозначения, что и на графике.

Я привела выводы программ только для одной из цепей; для остальных картина аналогичная. Судя по текстовым выводам и линейным схемам программ TMHMM и Phobius, обе предсказали 2 трансмембранные спирали, как и описано в БД OPM, причем координаты каждой спирали, посчитанные с помощью TMHMM, близки к координатам, подсчитанные с помощью Phobius. Но если сравнивать выдачу этими сервисами координат спиралей с координатами из БД ОРМ, можно увидеть что они отличаются на 25-30 позиций. Также, по неизвестной мне причине, участки белка, которые в БД ОРМ отмечены как цитоплазматические, в выдаче TMHMM показаны как нецитоплазматические и наоборот, в то время как Phobius расположение участков цепи относительно мембраны предсказал правильно. Кроме того, Phobius присвоил 10% и 50% вероятности оказаться трансмембранными двум фрагментам цепи соответственно, находящимся перед первой трансмембранной спиралью, в то время как TMHMM присвоила им значительно гораздо меньший процент вероятности оказаться трансмембранными; то есть алгоритмы Phobius более чувствительны по сравнению с TMHMM.

3. База данных TCDB

Непосредственно сам Polyisoprenyl-phosphate glycosyltransferase GtrB в БД TCDB отсутствовал, поэтому я взяла белок Uncharacterized glycosyltransferase sll0501 [Synechocystis sp.], который был выдан мне в этой БД при поиске по PDB ID моего белка. TCID этого белка - 4.D.1.1.14. Аналогичная ситуация обстоит с Phenol degradation pathway involved protein, взяла Protein involved in meta-pathway of phenol degradation-like protein [Pseudomonas putida]. Его TCID - 9.B.153.4.3.

Таблица 3. Расшифровка TCID белков Uncharacterized glycosyltransferase sll0501 и Protein involved in meta-pathway of phenol degradation-like protein. В качестве шаблона TCID я использовала набор латинских букв - V.W.X.Y.Z.

Позиция в TCID (из V.W.X.Y.Z)	4.D.1.1.14	9.B.153.4.3
V: класс транспортных белков	Белок транслокатор	Транспортная функция белка недостаточно хорошо описана
W: подкласс транспортных белков	Полисахарид-синтаза/экспортерный белок	Предположительно транспортный белок
X: семейство транспортных белков	Предположительно семейство гликозил-направленных полимераз	Предположительно семейство бета-бочковых поринов/альфа-амилаз или белков, участвующих в МетА-пути разложении фенола
Y: подсемейство транспортных белков	Подсемейство 1 (в БД TCDB точное название не указано)	Подсемейство 4 (в БД TCDB точное название не указано)
Z: субстрат или множество субстратов, транспортируемое данным белком	Конкретный переносимый субстрат в БД TCDB не был указан, известно, что данный белок обеспечивает гликозилирование полиизопренил фосфата.	Предположительно данный белок переносит через мембрану ионы и небольшие гидрофобные молекулы.