Практикум №12

Для работы был выдан белок TTRC_ARCFU - субъединица тетратионатредуктазы C в организме Archaeoglobus fulgidus. TTRC_ARCFU - часть мембраносвязанной тетратионатредуктазы, которая катализирует восстановление тетратионата до тиосульфата.

Далее были скачаны последовательность белка и предсказание его трехмерной структуры.

База данных OPM

В базе данных OPM был выбран NalP (autotransporter NalP) предсказанный для Neisseria meningitidis (грам- бактерия).

Идентификатор Uniprot: E6MVD9

Структура белка: 1UYN

Таблица 1 Некоторые параметры белка 1UYN

Рис. 1 Структура белка 1UYN. Красная сторона мембраны отделяет внеклеточное пространство, синяя - периплазматическое.

DeepTMHMM

Был проведен анализ для α-спирального белка TTRC_ARCFU. Выдача.

Сервис DeepTMHMM позволяет предсказывать трансмембранные участки по последовательности белка.

Рис. 2 Предсказание трансмембранных элементов α-спирального белка TTRC_ARCFU. Горизонтальная ось - координаты остатков белка, вертикальная ось - предсказание положения определенных участков (сверху) и вероятность определённой локализации белка (снизу). Красным цветом выделены трансмембранные участки, синим - внеклеточные, розовым - внутриклеточные.

Было предсказано 9 трансмембранных участков (α-спиралей). Согласно предсказанию N и С концы располагаются с внутренней стороны мембраны.

Далее был проведен анализ для β-листового белка NalP. Выдача.

Рис. 3 Предсказание трансмембранных элементов β-листового NalP. Горизонтальная ось - координаты белка, вертикальная ось - вероятность определённой локализации белка. Голубым цветом выделена локализация со стороны внешней мембраны, оранжевым – сигнальный пептид для периплазматической локализации, зеленым - периплазма (аналог внутриклеточной части).

Было предсказано 12 трансмембранных участков (β-слоев). PDB файл содержит в себе данные только С-концевой части белка, ее сервис предсказал верно. В N-концевой части сервис ничего не нашел.

PPM

Для белка TTRC_ARCFU был запущен алгоритм PPM 3.0 со следующими параметрами:

- Number of Membranes: 1

- Тype of membrane: Archaebacteria cell membrane

- Allow curvature: no

- Topology (N-ter): in (согласно результатам работы DeepTMHMM)

- Include heteroatoms, excluding water and detergents, for positioning in membrane: yes

Была получена структура белка. Красным цветом отмечена положительно заряженная часть мембраны, и синим - отрицательная часть.

Таблица 2 Некоторые параметры белка TTRC

Рис. 4 Предсказанная локализация белка TTRC_ARCFU в мембране

Cравнение алгоритмов

Результаты работы PPM и DeepTMHMM очень схожи. Для автотраспортера, состоящего из β-слоев, предсказание DeepTMHMM совпадает с моделью OPM. Обе структуры не отображают полную последовательность, но обе говорят о наличии 12 трансмембраных β-тяжей. Однако предсказание не нашло одной α-спирали, которой обладает белок.

AlphaFold практически целиком предсказал структуру белка на очень высоком уровне. Отметим, что участки трансмембранных α-спиралей имеют высокий вес.