Работа с базой данных Uniprot

Uniprot - это база данных, содержащая большое количество данных об последовательностях белков, их структуре, свойствах. А также информацию об исследованиях этих белков, ссылки на статьи и другие базы данных.

Идентификатор записи белка β-лактамазы бактерии Oceanobacillus iheyensis в базе данных Uniprot - Q8EMP8_OCEIH. При помощи расширенного поиска я нашёл белки - ортологи (сходные по функции белки из других организмов) с идентификаторами Q45726 и P28018. Поисковый запрос в расширенном поиске приведён ниже (он означает, что был проведён поиск по белкам из организмов таксона Bacillaceae и с функцией β-лактамазы, представленной по номенклатуре IUBMB) . Основная информация об этих трёх белках представлена в таблице 1.

По данному запросу бло найдено 12 записей из базы данных Swissprot и 185 из базы данных TrEMBL

также можно провести поиск по всем белкам, обладающим такой же функцией, то есть оставить в запросе только "ec:3.5.2.6". Число найденных по аткому запросу записей в базе данных Swissprot равно 137, а для TrEMBL - 5 322.

Таблица 1. Основная информация о белке Q8EMP8_OCEIH и его ортологах

	Метка поля	Содержание
		для своего белка	Для ортолога 1	Для ортолога 2
Идентификатор записи	ID	Q8EMP8_OCEIH	BLA1_BACMY	BLA1_BACMY
Код доступа первый	AC	Q8EMP8	Q45726	P28018
Код(ы) доступа остальные)	AC	-	-	-
Дата создания документа	DT	01-MAR-2003	01-AUG-1992	01-AUG-1992
Дата последнего исправления аннотации	DT	19-FEB-2014	16-OCT-2013	16-OCT-2013
Название (краткое описание) белка	DE	SubName: Full=Beta-lactamase; EC=3.5.2.6	RecName: Full=Beta-lactamase; EC=3.5.2.6	RecName: Full=Beta-lactamase 1; EC=3.5.2.6
Название организма	OS	Oceanobacillus iheyensis (strain DSM 14371 / JCM 11309 / KCTC 3954 / HTE831)	Bacillus thuringiensis	Bacillus mycoides
Таксономия	OC	Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Oceanobacillus	Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Bacillus; Bacillus cereus group	Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Bacillus; Bacillus cereus group.
Название гена и синонимы	GN	OrderedLocusNames=OB2793	Name=bla	Name=blaCI
Номер публикции	RN	[1]	[1]	[1]
Автор(-ы) публикации	RA	Takami H., Takaki Y., Uchiyama I.; Toth M., Smith C., Frase H., Mobashery S., Vakulenko S.	Zhang M.-Y., Loevgren A.	Groenstad A., Kristensen T., Hornes E., Kolstoe A.-B.
Название публикации	RT	Genome sequence of Oceanobacillus iheyensis isolated from the Iheya Ridge and its unexpected adaptive capabilities to extreme environments.	Cloning and sequencing of a beta-lactamase-encoding gene from the insect pathogen Bacillus thuringiensis	The beta-lactamase I gene From Bacillus mycoides.
Журнал	RL	Nucleic Acids Res. 30:3927-3935(2002)	Gene 158:83-86(1995)	Submitted (SEP-1991) to the EMBL/GenBank/DDBJ databases
Чем обосновано существование белка	PE	1: Evidence at protein level	3: Inferred from homology	3: Inferred from homology
Ссылка (-и) на базу 3D структур PDB	DR	3LEZ	-	-

Для всех трёх белков в поле "CC" указано, что они катализируют реакцию расщепления A-β-лактамов:

Для белка с инеднтификатором Q8EMP8 показано, что он связан с такими ионами, как Ca2+ и Cl^-. Для остальных двух белков связь с неорганическими ионами не указана.

Так как стартовый кодон в РНК кодирует аминокислоту метионин, то у большинства белков она присутсвуте в первой позиции. Хотя у некоторых происходит её удаление. Для всех трёх белков, рассматриваемых в данном практикуме показано наличие метионина в первой позиции. Хотя в статье о белке Q8EMP8 указано, что первые 44 аминокислотных остатка нужны для того, чтобы транспортировать белок из цитоплазмы актерии, при этом в процессе переноса эти аминокислотные остатки удаляются.

Следующим заданием был поиск оперона АТФ-синтазы в бактерии Oceanobacillus iheyensis.Оперон - это функцияональная еденица генома, состоящая из генов, транскрипция которых происходит одновременно, обычно опеорн кодирует или гены различных субъединиц одного белка, или гены белков, составляющие функциональную цепочку, например белки, которые осуществляют метаболизм лактозы. Для этого использовалась база данных оперонов DOOR2. Сначала был проведён поиск по организмам по запросу "Oceanobacillus iheyensis", а затем был произведён поиск по оперонам этой боктерии по запросу "ATP synthase". Полученные результаты показаны в таблице 2.

Если сравнивать полученные результаты с резальтатами поиска генов, входящих в опернон АТФ-синтазы прошлого семестра, то получится, что эти гены расположены в 4 оперонах, предсказанных DOOR2 (опероны с номерами 1520324, 67613, 67614, 1520325). Причём эти опероны находятся рядом и они кодируют различные цепи F₁/F_O - АТФ синтазы.

Таблица 2.Результаты по поиску оперенов АТФ-синтазы в бактерии Oceanobacillus iheyensis.

Operon	GI	Synonym	Gene	Start	End	Strand	Length	COG	Product
67266	23098675 23098676 23098677	OB1220 OB1221 OB1222	- ppnK -	1270086 1270716 1271452	1270694 1271519 1272420	+ + +	202 267 322	- - -	GTP pyrophosphokinase inorganic polyphosphate/ATP-NAD kinase pseudouridine synthase
67296	23098842 23098843	OB1387 OB1388	- -	1432599 1433031	1433000 1434398	+ +	133 455	- -	hypothetical protein Na(+)-transporting ATP synthase
67066	23097602 23097603 23097604 23097605	OB0147 OB0148 OB0149 OB0150	- - - -	156338 157153 158015 158840	157177 158022 158812 159601	+ + + +	279 289 265 253	-	orter ATP-binding protein ABC transporter ATP-binding protein hypothetical protein tRNA pseudouridine synthase A
67328	23099010 23099011 23099012 23099013 23099014 23099015 23099016 23099017 23099018	OB1555 OB1556 OB1557 OB1558 OB1559 OB1560 OB1561 OB1562 OB1563	fliF fliG fliH fliI fliJ - - flgD -	1597115 1598725 1599731 1600468 1601787 1602239 1602865 1604155 1604673	1598713 1599738 1600468 1601787 1602233 1602835 1604142 1604673 1605041	+ + + + + + + + +	532 337 245 439 148 198 425 172 122	- - - - - - - - -	flagellar MS-ring protein flagellar motor switch protein G flagellar assembly protein flagellum-specific ATP synthase flagellar protein required for formation of basal body hypothetical protein hypothetical protein flagellar basal body rod modification protein hypothetical protein
67347	23099117 23099118 23099119	OB1662 OB1663 OB1664	- - -	1706304 1706985 1707445	1706981 1707497 1708314	+ + +	225 170 289	-	hypothetical protein Na(+)-transporting ATP synthase Na(+)-transporting ATP synthase
1520324	23100429	OB2974	atpC	3084884	3085279	-	131	-	H(+)-transporting ATP synthase epsilon chain
67613	23100430 23100431 23100432 23100433 23100434	OB2975 OB2976 OB2977 OB2978 OB2979	atpD atpG atpA atpH atpF	3085376 3086810 3087762 3089292 3089834	3086770 3087670 3089273 3089837 3090361	- - - - -	464 286 503 181 175	- - - - -	F0F1 ATP synthase subunit beta F0F1 ATP synthase subunit gamma F0F1 ATP synthase subunit alpha F0F1 ATP synthase subunit delta H(+)-transporting ATP synthase B chain
67614	23100435 23100436	OB2980 OB2981	atpE atpB	3090499 3090751	3090705 3091473	- -	68 240	- -	F0F1 ATP synthase subunit C F0F1 ATP synthase subunit A
1520325	23100437	OB2982	atpI	3091530	3091919	-	129	-	H(+)-transporting ATP synthase i chain
67182	23098213 23098214 23098215 23098216	OB0758 OB0759 OB0760 OB0761	- - ligA -	807567 808280 810517 812533	808256 810505 812520 813642	+ + + +	229 741 667 369	- - - -	geranylgeranylglyceryl phosphate synthase-like protein ATP-dependent DNA helicase NAD-dependent DNA ligase LigA hypothetical protein

Следущим заданием был аналогичный поиск оперона β-лактамазы. В таблице 3 представлены результаты поиска оперона в геноме бактерии Oceanobacillus iheyensis по запросу "beta-lactamase". Сравнивая последовательности, закодироанные этими генами я выяснил, что опероном β-лактамазы является оперон с номером 1520253.

Таблица 3. Таблица результатов поиска оперона β-лактамазы бактерии Oceanobacillus iheyensis.

Operon	GI	Synonym	Gene	Start	End	Strand	Length	COG	Product
1520253	23100248	OB2793	-	2871462	2872376	-	304	-	beta-lactamase
67632	23100527 23100528	OB3072 OB3073	- -	3190940 3191764	3191734 3193023	+ +	264 419	- -	beta-lactamase hypothetical protein
67165	23098120 23098121 23098122	OB0665 OB0666 OB0667	- - -	701622 702232 703855	702212 703818 705339	+ + +	196 528 494	- - -	spore coat-associated protein metalloproteinase beta-lactamase