Практикум №7. Трансмембранные белки
Знакомство с ОРМ
Перед выполнением основго задания было предложено ознакомиться с интерфейсом OPM.
ОРМ - это база данных, которая позволяет определить пространственное расположение мембранных белков относительно углеводородного ядра липидного бислоя. OPM включает в себя все уникальные экспериментальные структуры трансмембранных белков, а также некоторых периферических белков и мембраноактивных пептидов.
В ОРМ существует 4 уровня классификации:
- Тип. Основная категория - как белок связан с мембраной.
- Класс. Тип вторичной структуры в мембранной части.
- Суперсемейство. Группа эволюционно связанных белков со сходной структурой.
- Семейство. Близкородственные белки с высокой гомологией последовательностей.
- Вид. Организм, в котором был найден белок.
- Локализация. Локализация в мембране.
Сравнение методов предсказания трансмембранных участков на примере 4o6m
Для выполнения работы нам была выдана структура белка 4o6m. Ниже представлена таблица с обшей информацией о белке
| Параметр | Описание |
|---|---|
| Название | CDP-alcohol phosphatidyltransferase AF-2299-like N-terminal domain-containing protein (CDP-алкогольфосфатидилтрансфераза, белок с N-концевым доменом, подобным AF-2299) |
| Идентификатор PDB | 4o6m |
| Идентификатор UniProt | O27985 |
| Вид | Archaeoglobus fulgidus |
| Локализация | Мембрана архебактерий |
| Функция белка | Он катализирует ключевую реакцию в биосинтезе фосфолипидов — перенос фосфатной группы от CDP-донора к акцептору-спирту |
Согласно базе данных ОРМ, белок существует как димер, поэтому представлены координаты цепи А и цепи В. Они почти одинаоквые, но все таки немного различаются:
Субъединица А - 1(175-194), 2(198-217), 3(233-254), 4(260-281), 5(301-314), 6(317-338)Субъединица В - 1(175-194), 2(198-217), 3(233-255), 4(260-280), 5(301-314), 6(317-337)
С UniProt мы вязли последовательность белка в формате FASTA, и далее был запущен DeepTMHMM.
На выдаче получили координаты: TM1 (177–194), ТM2 (198–213), TM3 (236–256), TM4 (259–279), TM5 (297–314), TM6 (319–337), которые в точности совпаадют с
Остальные координаты типа ... outside/inside ... мы не рассматриваем, потому что это петли снаружи/внутри, и такие аминокислотные остатки не входят в трансмембранные участки
| Спираль | OPM (субъединица A) | DeepTMHMM |
|---|---|---|
| TM1 | 175–194 | 177–194 |
| TM2 | 198–217 | 198–213 |
| TM3 | 233–254 | 236–256 |
| TM4 | 260–281 | 259–279 |
| TM5 | 301–314 | 297–314 |
| TM6 | 317–338 | 319–337 |
Оба метода показали одинаковое количество трансмембранных спиралей (6), и практически все предсказанные DeepTMHMM участки перекрываются с соответствующими участками из OPM. Наибольшее совпадение наблюдается для TM1, ТМ4, ТМ6. Небольшие расхождения в границах возможно могут объясняться тем, что DeepTMHMM может включать или исключать участки на границе гидрофобного слоя мембраны, тогда как OPM опирается на экспериментальную 3D-структуру.
На рисунке 1 представлены результаты предсказаний трансмембранных участков для белка 4o6m с попомщью DeepTMHMM.
Верхний график показывает наиболее вероятную ориентацию белковой цепи относительно мембраны. По ох отложены аминокислотные позиции, а по оу - локализизация (inside, membrane, outside). Красные прямоугольники обозначают трансмембранные α-спирали, а линии показывают, с какой стороны мембраны находится остальная часть белка.
На нижнем графике показана вероятность того, что каждый аминокислотный остаток находится в мембране, внутри клетки или снаружи клетки. По ох - локализация, по оу — вероятность от 0 до 1. Красная, розовая и синяя линии соответствуют membrane, inside и outside соответственно. Из обоих графиков видно, что белок содержит 6 трансмембранных участков и чередует расположение внутри и вне мембраны.
