Methanocaldococcus jannaschii – моя архея. Для нее есть референсный протеом , с низким показателем Duplicated и Fragmented в алгоритме BUSCO оценки качества по наличию представителей ортологичных групп белков.
Для сравнения был взят нереференсный протеом метилотрофной бактерии Methylophilus methylotrophus. Во первых, эта бактерия не способна к метаногенезу, однако по биохимии и среде обитания является довольно схожей, с M. Jannaschii. В этом протеоме большое число ошибок, однако показатели Duplicated и Fragmented также очень низкие.
Протеом Methanocaldococcus jannaschii: ID UP000000805, 1787 number of entries, in Swiss-Prot 0, C:98.2%, S:98%, D:0.2%, F:0.4%, M:1.4%
Протеом Methylophilus methylotrophus: ID UP000321374, 1125 number of entries, in Swiss-Prot 0, C:31.4%, S:31.3%, D:0.1%, F:0.8%, M:67.8%
Скачивание файлов:
wget 'https://rest.uniprot.org/uniprotkb/stream?compressed=true&format=txt&query=(proteome:UP000000805)' -O UP000000805.swiss.gz
wget 'https://rest.uniprot.org/uniprotkb/stream?compressed=true&format=txt&query=(proteome:UP000321374)' -O UP000321374.swiss.gz
Таблица 1
| Proteome |
UP000000805 |
UP000321374 |
| Transmembrane transport |
294 |
581 |
| Enzymes |
590 |
248 |
| Methanogenesis |
33 |
0 |
| Methylation |
3 |
0 |
В протеоме моей археи, как и следовало ожидать, из-за ее отношению к группе метаногенов, присутствуют белки, ответственные за метаногенез, тогда как в протеоме Methylophilus methylotrophus белки, отсутствуют. Такое же наблюдение было сделано для одного из белков, ответственного за метилирование.
zgrep 'KW' UP000000805.swiss.gz | grep 'Transmembrane ' | wc -l | less
zgrep 'KW' UP000321374.swiss.gz | grep 'Transmembrane ' | wc -l | less
(proteome:UP000000805) AND ((ec:1) OR (ec:2) OR (ec:3) OR (ec:4) OR (ec:5) OR (ec:6) OR (ec:7))
(proteome:UP000321374) AND ((ec:1) OR (ec:2) OR (ec:3) OR (ec:4) OR (ec:5) OR (ec:6) OR (ec:7))
zgrep 'KW' UP000000805.swiss.gz | grep 'Methanogenesis' | wc -l | less
zgrep 'KW' UP000321374.swiss.gz | grep 'Methanogenesis' | wc -l | less
zgrep 'KW' UP000000805.swiss.gz | grep 'Methylation' | wc -l | less
zgrep 'KW' UP000321374.swiss.gz | grep 'Methylation' | wc -l | less
Ссылка на статью по протеому на PubMed:
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8688087
Поиск по ключевым словам в двух протеомах позволяет найти группы белков, которые встречаются в одном протеоме, но не встречаются в другом:
33 результата для UP000000805 и ни одного для UP000321374. Все 33 белка отвечают за биохимические превращения в процессе метаногенеза
((proteome:UP000000805)) AND (keyword:KW-0484)
((proteome: UP000321374)) AND (keyword:KW-0484)
В данном запросе мы смогли найти фермент Метанол-дегидрогеназу, которого нет в протеоме Methanocaldococcus jannaschi, однако в протеоме Methylophilus methylotrophus он присутствует. Соответственно в первом запросе 0 результатов, а во втором один.
((proteome: UP000000805)) AND (keyword:KW-0485)
((proteome: UP000321374)) AND (keyword:KW-0485)
В данном запросе предпринята попытка найти белки, которые включены в структуру жгутика архей, и мы получили десять белков в первом запросе, которые за это отвечают, а во втором запросе, так как это протеом бактерии, белков жгутика археи найдено не было
((proteome:UP000000805)) AND (keyword:KW-0974)
((proteome: UP000321374)) AND (keyword:KW-0974)
Далее ищем белки, входящие в состав бактериального жгутика, и находим пять результатов во втором запросе, и 0 в первом, по той же причине, что и в предыдущем запросе
((proteome: UP000000805)) AND (keyword:KW-0975)
((proteome: UP000321374)) AND (keyword:KW-0975)
В этих двух запросах мы нашли 18 и 5 результатов соответственно, а запрос ищет белки, ответственные за процесс репликации. Так как белки, ответственные за столь важный процесс, куда более консервативны, мы получаем результаты в обоих запросах
((proteome:UP000000805)) AND (keyword:KW-0863)
((proteome: UP000321374)) AND (keyword:KW-0863)
Выводы
Моя архея является модельным обьектом, поэтому она хорошо изучена, есть статья в PubMed для протеома референсного протеома, а также, из-за причисления ее к метаногенам по типу биосинтеза, у нее представлены белки, отвечающие за процесс метаногенеза, что мы нашли ранее, но поиском по ключевым словам подтвердили. Methylophilus methylotrophus также является очень известным прокариотом, однако для нее референсного протеома нет, как и статей в PubMed. Помимо этого, поиск по ключевым словам позволил нам заметить несколько интересных биохимических различий бактерий и архей. Так, например, за жгутик археи в данном случае отвечают 10 белков, тогда как для бактерии в бактериальном жгутике представлено лишь 5 белков, что может свидетельствовать о более простом устройстве самого жгутика, впрочем, это так. У Methylophilus methylotrophus был найден белок, ответственный за утилизацию метанола, этого белка нет в протеоме Methanocaldococcus jannaschii. Также у моей археи за организацию цинкового пальца отвечают 18 белков, тогда как для сравниваемой бактерии всего 5.
