Мембранные белки




Описание трансмембранных белков с известной 3D структурой

PDB код Тип Число цепей Число трансмембранных участков в ТМ единице Число остатков в одном трансмембранном участке Толщина мембраны в ангстремах Наклон спиралей/тяжей к нормали Какая мембрана, организм, "код транспортера", функция белка
4a01   альфа-спираль   2   16   min 12
max 20
среднее 17  
32.0 ± 0.8 A   0 ± 0°   Мембрана вакуоли
организм - Vigna radiata
код не найден
белок является пирофосфатазой, которая переносит протон  
1a11   альфа-спираль   1   1   17   24.4 ± 5.6 A   17 ± 10°   Плазматическая мембрана эукариот
организм - Rattus norvegicus
код не найден
белок является субъединицей дельта рецептора ацетилхолина  
4a2n   альфа-спираль   1   5   min 15
max 22
среднее 17  
30.6 ± 1.2 A   10 ± 2°   Мембрана архебактерий
организм - Methanosarcina acetivorans
код не указан
белок является интегральной мембранной метилтрансферазой 
3aeh   бета-баррель   2   12   min 11
max 12
среднее 9  
25.2 ± 1.1 A   4 ± 0°   Наружняя мембрана грамотрицательных бактерий
организм - Escherichia coli
код не найден
белок является протеозой связывающей гемоглобин  
3bry   бета-баррель   1   14   min 9
max 17
среднее 13  
25.4 ± 1.5 A   1 ± 2°   Наружняя мембрана грамотрицательных бактерий
организм - Ralstonia pickettii
код - 1.B.9.2.3
белок транспортирует толуол  
1by5   бета-баррель   1   22   min 6
max 9
среднее 7  
24.7 ± 1.0 A   5 ± 1°   Наружняя мембрана грамотрицательных бактерий
организм - Escherichia coli
код - 1.B.14.1.4
белок поглощает гидроксамат железа 



Tолщина мембраны эукариот принимает значения от 28 A до 34 A, и в среднем равна примерно 31 A.
Для внутренней мембраны грам-отрицательных бактерий этот показатель находится в тех же пределах, в среднем же он немного ниже и равен примерно 30 A.
Наружняя мембрана грам-отрицательных бактерий имеет уже меньшую толщину и в составляет в среднем 25 А.
Плазматическая мембрана грам-положительных бактерий толще, и имеет сходную с мембранами грам-отрицательных бактерий толщину

Для бетта-барелей соединения трансмембранных участков обычно невелики (7 - 13 остатков), для случая с альфа спиралями эти участки больше (17 - 20 остатков).
Как видно из таблицы, для всех ТМ участков с альфа спиралями число остатков равно 17. Для бета тяжей это число в среднем находится между 7 и 13, то есть меньше.
Кроме того, наблюдаются порой большие различия в min и max числах остатков, например у 4a01 и 4a2n.

Аннотирование трансмембранного участка белка A7MQ82

По аннотациям записи Uniprot

A7MQ82 (FIEF_CROS8) является транспортером катионов (цинк, железо), участвует в детоксикации, располагается во внутренней мембране клетки. Белок имеет 6 трансмембранных спиралей.

С помощью программы предсказания трансмембранных спиралей по последовательности

Программа предсказала 6 трансмембранных спиралей в белке по введенной последователььности:



Сравнение с гомологом с известной пространственной структурой

Гомолог FIEF_ECOLI транспортирует железо и отвечает за его детоксикацию, кроме того, может еще транспортировать цинк. Белок является гомодимером, располагается во внутренней мембране клетки. Белок содержит 6 трансмембранных спиралей, 4 домена в цитоплазме и 3 домена в периплазме.
Структура гомолога:



Красный- внешнемембранная часть белка;
Желтый- трансмембранная часть белка;
Синий- внутримембранная часть белка;

Выравнивание с гомологом без разметки (mfs) и с разметкой (jar) . Ссылки не работают, поэтому мелкая картинка того же выравнивания .

Таким образом, пользуясь различными серверами и разными методами сравнения, можно достаточно точно установить структуру белка. Не совсем достоверную информацию дает сравнение с гомологом с известной пространственной структурой, так как если посмотреть на выравнивание, то трансмембранные спирали в белке и гомологе находятся почти в одних и тех же местах, но есть сдвиг. Это говорит о том, что любой метод предсказания не может гарантировать 100%-ную точность. Таким образом, заданный мне белок имеет 6 трансмембранных спиралей.



© Alisa Garaeva