Поиск белков был выполнен в базе UniProt с использованием расширенного поиска по организму Albidiferax ferrireducens T118.
Первоначально поиск белков проводился для бактерии Rhodoferax ferrireducens T118, использованной ранее в обзоре. Однако в базе UniProt часть записей относится к обновлённому таксону Albidiferax ferrireducens strain T118, соответствующему тому же штамму бактерии.
Для дальнейшего анализа использовались записи Albidiferax ferrireducens T118, поскольку для данного таксона были доступны более полно аннотированные белковые записи.
Использовался фильтр на аннотированные записи (Reviewed - Yes),
В результате поиска было получено: 373 записи.
Для анализа был выбран белок: CTP synthase, так как он имеет хорошо описанную функцию, относится к ключевым ферментам метаболизма нуклеотидов и имеет подробную аннотацию в UniProt. А ещё в его последовательности 555 аминокислот - красивое число
ЦТФ-синтаза — фермент, синтезирующий цитидинтрифосфат. Это фермент, участвующий в биосинтезе пиримидиновых нуклеотидов.
Он катализирует превращение UTP в CTP и использует в реакции глутамин как источник азота. Таким образом, белок играет ключевую роль в синтезе нуклеиновых кислот (ДНК и РНК).
Согласно аннотации UniProt, белок связывает несколько важных молекул: ATP, ионы Mg²⁺, а также UTP и CTP. CTP и UTP могут выступать как регуляторные молекулы, связываясь в аллостерических участках и ингибируя активность фермента. Также выявлены участки связывания L-глутамина, необходимого для каталитической реакции.
Для анализа белка были использованы следующие запросы:
Запрос 1: protein_name:“CTP synthase” AND taxonomy:Bacteria
Количество находок: 28,131
Запрос: protein_name:“CTP synthase” AND taxonomy:Eukaryota
Количество находок: 9,425
Цель запросов: Сравнить распространённость белка среди бактерий и эукариот.
Вывод: Белки, связанные с синтезом цитидинтрифосфата, широко распространены как у бактерий, так и у эукариот, что соответствует фундаментальной роли CTP в синтезе нуклеиновых кислот. При этом число бактериальных последовательностей заметно выше. Это может быть связано как с большей представленностью бактериальных геномов в базе данных UniProt, так и с более широким распространением или разнообразием данного белка среди бактерий. На основании только результатов поиска сделать однозначный вывод о биологической причине различий невозможно.
Запрос 2: protein_name:“CTP synthase” AND keyword:“ATP-binding”
Количество находок: 36,960
Цель запроса: Оценить, насколько часто у белков CTP synthase встречается аннотация ATP-binding.
Вывод: Практически все найденные записи CTP synthase содержат аннотацию, связанную с ATP-binding. Это согласуется с биохимической ролью фермента, поскольку синтез CTP требует использования энергии ATP. Таким образом, ATP-зависимость является функциональной характеристикой данного белка во всех рассмотренных организмах.
Запрос 3: protein_name:“CTP synthase” AND (taxonomy:Firmicutes OR taxonomy:Actinobacteria OR taxonomy:Cyanobacteria)
Количество находок: 26,016,793
Цель запроса: Оценить распространённость белка CTP synthase среди эволюционно удалённых бактериальных линий.Вывод: Белок CTP synthase обнаруживается у представителей различных бактериальных линий, включая Firmicutes, Actinobacteria и Cyanobacteria. Это свидетельствует о высокой эволюционной консервативности фермента и подтверждает его фундаментальную роль в метаболизме нуклеотидов у бактерий.
Мне показалось неожиданным, что при расширении таксономического запроса количество найденных записей значительно возросло. Возможно, это обясняется тем, что разные уровни таксономической классификации и типы аннотаций в UniProt не всегда строго сопоставимы между собой, из-за чего результаты поиска не являются идеально вложенными.