Мембранные белки

Выданный белок: 4csk cостоит из четырех субъединиц. Работаем только с субъединицей А. Также выбрала белок 2ixx с бета-листами в структуре.

База данных OPM

4csk 2ixx
Название Aquaporin-1 Osmoporin OMPC, isoform 1
Толщина гидрофобной части мембраны 31.6 ± 0.8 Å 26.2 ± 1.3 Å
Координаты трансмембранных спиралей 1( 10- 32), 2( 49- 70), 3( 91- 115), 4( 136- 158), 5( 168- 184), 6( 209- 229) 1(11-23), 2(32-44), 3(50-61), 4(71-82), 5(85-92), 6(127-134), 7(143-150), 8(183-192), 9(195-202), 10(224-233), 11(236-243), 12(263-271), 13(275-282), 14(305-313), 5(318-326), 16(346-353)
Среднее количество остатков в трансмембранной спирали 20 8
В какой мембране находится белок Плазматическая мембрана эукариот Внешняя мембрана грам-отрицательной бактерии (E. coli)
Изображение

Анализ предсказания трансмембранных спиралей

Получили последовательность белка в формате fasta.
4csk.fasta

Запустили сервис TMHMM для выданного белка, сохранили результаты в текстовом и графическом формате.

Рассмотрим текстовую выдачу: 

# sp|P29972|AQP1_HUMAN Length: 269
# sp|P29972|AQP1_HUMAN Number of predicted TMHs:  6
# sp|P29972|AQP1_HUMAN Exp number of AAs in TMHs: 128.26578
# sp|P29972|AQP1_HUMAN Exp number, first 60 AAs:  24.84082
# sp|P29972|AQP1_HUMAN Total prob of N-in:        0.90691
# sp|P29972|AQP1_HUMAN POSSIBLE N-term signal sequence
sp|P29972|AQP1_HUMAN	TMHMM2.0	inside	     1    12
sp|P29972|AQP1_HUMAN	TMHMM2.0	TMhelix	    13    35
sp|P29972|AQP1_HUMAN	TMHMM2.0	outside	    36    64
sp|P29972|AQP1_HUMAN	TMHMM2.0	TMhelix	    65    87
sp|P29972|AQP1_HUMAN	TMHMM2.0	inside	    88    93
sp|P29972|AQP1_HUMAN	TMHMM2.0	TMhelix	    94   116
sp|P29972|AQP1_HUMAN	TMHMM2.0	outside	   117   135
sp|P29972|AQP1_HUMAN	TMHMM2.0	TMhelix	   136   155
sp|P29972|AQP1_HUMAN	TMHMM2.0	inside	   156   166
sp|P29972|AQP1_HUMAN	TMHMM2.0	TMhelix	   167   189
sp|P29972|AQP1_HUMAN	TMHMM2.0	outside	   190   208
sp|P29972|AQP1_HUMAN	TMHMM2.0	TMhelix	   209   231
sp|P29972|AQP1_HUMAN	TMHMM2.0	inside	   232   269

TMhelix - трансмембранная часть белка, inside - часть белка, обращенная в цитоплазму, outside - часть белка, обращенная наружу.

Графическая выдача нагляднее:

По оси Х отложены номера аминокислотных остатков, по оси Y --- вероятность того, что аминокислота относится к данному участку. Красным цветом обозначены предполагаемые трансмембранные участки, розовым - участки, обращеннные наружу, синим - участки, обращенные внутрь. Например, рассмотрим аминокислоты 40--50. Из графика следует, что вероятность того, что эти аминокислоты относятся к наружней части примерно 0.9, вероятность того, что она относится к внутренней части --- 0.1.

Предсказание TMHMM довольно качественно. Сервис предсказал 6 из 6 трансмембранных спиралей, для 5 он слегка неточно отпределил координаты. Координаты второй трансмембранной спирали предсказаны совсем неточно, но, что интересно, в графической выдаче также отображается размазанный и низкий пик, соответствующий этому участку.

Выдача Phobius очень похожа на выдачу TMHMM. В тестовом формате используются следующие обозначения: TRANSMEM - трансмембранная часть, CYTOPLASMIC - часть белка, обращенная в цитоплазму, NON CYTOPLASMIC - часть белка, обращенная наружу. В графическом формате также по оси Х --- номера аминокислотных остатков, по оси Y --- вероятность; цвета: серый - трансмембранная часть белка, зеленый - цитоплазматическая, синий - наружняя. Phobius также предсказывает 6 трансмембранных спиралей.

Prediction of sp|P29972|AQP1_HUMAN

ID   sp|P29972|AQP1_HUMAN
FT   TOPO_DOM      1      8       CYTOPLASMIC.
FT   TRANSMEM      9     33       
FT   TOPO_DOM     34     52       NON CYTOPLASMIC.
FT   TRANSMEM     53     73       
FT   TOPO_DOM     74     93       CYTOPLASMIC.
FT   TRANSMEM     94    119       
FT   TOPO_DOM    120    138       NON CYTOPLASMIC.
FT   TRANSMEM    139    157       
FT   TOPO_DOM    158    163       CYTOPLASMIC.
FT   TRANSMEM    164    184       
FT   TOPO_DOM    185    209       NON CYTOPLASMIC.
FT   TRANSMEM    210    231       
FT   TOPO_DOM    232    269       CYTOPLASMIC.
//

Сводная таблица c реальными и предсказанными координатами

Трансмембранный
участок		 Координаты
Реальные TMHMM Phobius
1 (10- 32) (13-35) (9-33)
2 (49 - 70) (65-87) (53-73)
3 (91 - 115) (94-116) (94-119)
4 (136- 158) (136-155) (139-157)
5 (168- 184) (167-189) (164-184)
6 (209- 229) (209-231) (210-231)

Сервисы TMHMM и Phobius выдали похожий результат. Предсказанно правильно количество трансмембанных спиралей. Для 5 из 6 небольшая ошибка в предсказании координат на 2--3 аминокислотных остатка. Координаты второй трансмембранной спирали предсказваются неверно обоими сервисами.

База данных TCBD

4csk 1.A.8.8.1 Код
Расшифровка:
1. Класс каналы/поры (Channels/Pores)
1.A. α-Type Channels (Каналы с альфа-спиралями в структуре)
1.A.8 The Major Intrinsic Protein (MIP) Family

Описание белка со страницы в базе TCBD:

2ixx (2xe1) не нашла ни по одному, ни по другому ID.