Гомологичные последовательности называют ортологичными, если к их разделению привел акт видообразования: если ген существует у некоего вида, который дивергирует с образованием двух видов, то копии этого гена у дочерних видов называются ортологами.

Для поиска ортологов белка ybbD_bacsu была использована база данных Uniprot. Запрос, вводимый при поиске: taxonomy:bacillus AND gene:ybbD AND keyword:181. Изученных ортологов из полностью секвенированных геномов не оказалось, поэтому в моей работе будут рассмотренны лишь предсказанные белки.

Мной были проанализированны 2 ортолога Бета-N-гексозаминидазы (ybbD_bacsu):

1. Q65P58_BACLD вида Bacillus licheniformis;
2. A8F9D6_BACP2 вида Bacillus pumilus.

В этой таблице можно найти сравнительное описание белка ybbD и исследуемых ортологов из B.pumilus и B.licheniformis.

Далее представлены несколько ответов на вопросы о белке ybbD_bacsu:

• Функции белка: Сигнальный белок катализирует гидролиз гликозидной связи между последним N-ацетил-D-гексозамином и остатком уксусной кислоты в молекуле поли-N-ацетил-β-D-гексозамина.
• Последовательность 2-ой альфа-спирали, полученная с помощью команды seqret пакета EMBOSS: LDEKLGQ, номера аминокислотных остатков 44-50.
• Последовательность 3-ого бета-тяжа, полученная с помощью команды seqret пакета EMBOSS: PKI, номера аминокислотных остатков 114-116.
• Почему метионин в большинстве случаев первая аминокислота в последовательности: Синтез белка начинается с инициаторного(стартового) кодона AUG, который кодирует MET, рибосома всегда узнает инициаторную метионил-тРНК, чей антикодон всегда CAU. Структура остатка этой тРНК несколько отличается от структур других - элонгаторных тРНК, в том числе и от структуры элонгаторной метионил-тРНК, что и делает ее функцию функцию в качестве инициатора трансляции уникальной. Такая структура позволяет ей специфично связаться с IF2 (фактор инициации 2). В начальной позиции белка ybbD_bacsu стоит метионин. С 1 по 16 аминокислотный остаток располагается сигнальный пептид, который после доставки белка на мембрану отрезается, а вместе с ним и начальный MET.

Рассмотрим различия исследуемых ортологов.

Присутствуют незначительные различия в длине:

• ybbD_bacsu - 642AA;
• Q65P58_BACLD - 643AA;
• A8F9D6_BACP2 - 639AA.

Можно отметить, что аминокислотный состав вокруг активного центра (ASP318 для ybbD_bacsu) консервативен у всех трех белков (VTDALNMKAIAD).

У ортологов очень разняться первые 2-3 десятка аминокислот, думаю, что это можно связать с различием сигнальных пептидов, быть может предсказанные ортологи белка ybbD_bacsu локализованны не на плазматической мембране.

Процент похожих участков сиквенса белков около 79-80%.

Аннотации к ортологам

Предсказанные ортологи имеют более краткую и неполную аннтоцию в Uniprot, отсутсвуют, например, 3D-структуры, разбор сиквенса на альфа-спирали и бета-тяжи, место локализации белка. Это связано именно с неизученностью данных ортологов, их последовательности лишь предсказанны по последовательности ДНК.

Число предполагаемых ортологов

На запрос в базе данных Uniprot "taxonomy:bacillus AND gene:ybbd" выводится ещё 12 белков, не включая ybbD_bacsu. Все они не изучены (база данных TrEMBL), только 6 из них из полностью секвенировнных геномов. TrEMBL - база данных кодирующих последовательностей, но не факт, что реально существующих белков, а SwissProt (где находится ybbD_bacsu) - база достоверно известных и описанных белков.