Вернуться на страницу семестров

Функциональная роль гена в подсистеме. GO, SEED, [String]

     Задания 1,2,3 [GO].

• Uniprot AC - E1WFS5(E1WFS5_SALTS) - Type III secretion system apparatus. Принадлежит данная система секреции:
• Bacteria › Proteobacteria › Gammaproteobacteria › Enterobacteriales › Enterobacteriaceae › Salmonella › Salmonella typhimurium (strain SL1344)

Ссылка на полученный fasta-файл с последовательностью E1WFS5
Ссылка на идентификатор KEGG гена, найденного по UniProt-файлу (GN Name=ssaJ; OrderedLocusNames=SL1344_1343;)

 Далее перешел в KEGG PATHWAY (1), где была предоставлена карта всех систем секреции бактерии Salmonella Typhimurium SL1344, изображение ниже.


• Описание системы секреции начну с самого нуля. Секрет - жидкость, содержащая некоторые биологически активные вещества. Секреция есть как у эукариот, так и у прокариот. Как видно из систематики, приведенной выше, Salmonella typhimurium является грам-отрицательной бактерией с двумя мембранами, что делает секреторную систему сложнее. Особенностью системы секреции 3 является то, что патогенные бактерии экпортируют из клетки специальные белки, способствующие выживанию бактерии внутри эукариотического хозяина. Белки входящие в аппарат экспорта образуют довольно сложный агрегат состоящий из P-кольца(YscC), M-кольца(YscJ) соединенных белками YscO, YscW, YscT, YscN. Самым интересным является связь с мембраной хозяина, которая осуществляется с помощью флагеллярного белка YscF.

      Составить таблицу с расшифровкой всех терминов GO, связанных с данным белком

• Перешел к текстовому файлу UniProt, в поле DR нашел идентификатор по GO, поскольку он был один, воспользовался указаниями, и нашел другие идентификаторы у ближайших гомологов. Таблица ниже.

GO идентификатор Название Тип Описание
GO:0009306 protein secretion (белковая секреция) P : Биологический процесс Контролируемое высвобождение белков из клетки
GO:0006865 amino acid transport (аминокислотный транспорт) P : Биологический процесс Направленное движение аминокислот, органических кислот, содержащих один или несколько аминокислотных заместителей, в клетку, из клетки, или между клетками, с помощью некоторых агентов, таких как транспортеры.
GO:0009279 cell outer membrane (клеточная внешняя мембрана) С : Клеточный компонент Липидный бислой, который образует клеточную мембрану; обогащенный полисахаридами и белками; наружняя мембрана содержит конкретные интегральные липополисахаридные структуры

• Далее поиск гомологов на NCBI BLAST, загрузил fasta-файл с последовательностью E1WFS5, нашлось множество гомологов, но их всех объединил домен - Secretory protein of YscJ/FliF family. Этот домен высококонсервативен, включает в себя белки, схожие с липопротеином YscJ и М-кольцевым белком FliF, который является частью аппарата экспорта. Изображение ниже.


     Задания 4,5,6 [SEED].

✧ 1) С помощью BLAST SEED был произведен поиск в геноме Salmonella typhimurium. Выбрал запись с E-value 1e-18. Ниже представил ссылку и картинку SEED с 4-мя гомологами из разных геномов.
Ссылка на страницу найденного гена

✧ 2) Далее зашел в поле Advanced, поставил Number of regions = 50, E-value = 1e-20, Region Size (bp) = 16000,
нашлось 16 ортологов.

• Вывод:
на данном изображении, (1) - показаны гены белков YscJ,HrcJ,EscJ,PscJ, причем показаны базой SEED правильно, т.е. отнесены к нужной системе секреции 3. Роль данных белков в системе - мостик, между внешней и внутренней мембранами, что показано выше, на карте из KEGG. Также можно увидеть, что ген белка MxiG, обозначенный, как (2) - колокализован у всех ортологов, кроме P.mirabilis в непосредственной близости от гена (1), что неудивительно, поскольку белок MxiG взаимодействует как с внешней, так и с внуртенней мембрана, а его ингибирование влияет на секрецию. Поскольку гены находятся рядом, при трансляции белки будут получаться почти друг за другом, что важно для активной секреторной функции.

✧ 3) Выравнивание ортологов генерируется по ссылке Sequence > Align (нужно белковое), изображение и само выравнивание ниже
Ссылка на полученное выравнивание

✧ 4) По ссылке Tabular Region information, скачал таблицу, и перевел её в формат xls. Необходимо было составить сводную таблицу об окружение гена.

Ссылка на полученную Exell-таблицу

     Задания 7,8 [дополнительные].

✧ 1) Найти геном, в котором гены подсистемы, колокализованные в вашей выборке, не колокализованы.

Из заданий 4,5 и 6 была показана колокализация двух генов: (1) - ген белков YscJ,HrcJ,EscJ,PscJ и (2) - ген белка MxiG. И было замечено, что у организма P.mirabilis гены не колокализованы, отсутствует ген MxiG (2). Проверить этот факт нельзя, поскольку отсутсвуют данные и последовательности белка для данного организма.

✧ 2) String. База данных, с которой очень легко работать, вписал в поисковик белки гена (1): YscJ,HrcJ,EscJ,PscJ. Получил слеующую информацию:

a) По базе данных String, ген (1) имеет название VEA_003344, описание его функции полностью совпадает с описанием SEED.

б) Изящная интерпритация окрестности гена, изображение ниже:

в) Карта evidence view, показывающая взаимосвязь между генами, чем сильнее связь, тем толще линии:

г) Обзор экспериментальной части c подкрепленной литературой:

Вывод: интерфейс String понравился куда больше SEED, более простая база данных, предоставляющая огромное количество информации.