Практикум №9
Поиск предков кристаллинов и антифризов
Для выполнения этого практикума мы выбрали α-кристаллин. В хрусталике глаза такой альфа-кристаллин работает как шаперон. Он тормозит агрегацию поврежденных и таким образом поддерживает прозрачность. Помимо сохранения прозрачности, основная роль α-кристаллинов в сочетании с β- и γ-кристаллинами в хрусталике заключается в формировании градиента показателя преломления. Предком такого кристаллина является sHSP - семейство малых белков теплового шока, которые считаются белковыми шаперонами. sHSP-белки - это АТФ-независимые шапероны, которые могут замедлять необратимую агрегацию белков в ответ на клеточные стрессоры ¹.
Альфа-кристаллин существует в виде изоформы А и В. У человека αA экспрессируется только в хрусталике глаза, а αB присутствует во многих тканях. Поэтому для поиска была выбрана последовательность именно αB-кристаллина человека (CRYAB_HUMAN, P02511), т.к. присутствие во многих тканях делает его более подходящим для поиска эволюционных предков ².
В формате FASTA была скачана последовательность Alpha-кристаллин (цепь В). Затем мы запустили поиск родственных последовательностей в банке Swiss-Prot при помощт PSI-BLAST.
Ниже представлена таблица со всеми итерациями и количеством находок:
| Номер итерации | Кол-во находок | Краткое описание |
|---|---|---|
| 1 | 141 | Большинство находок это α-кристаллины, но уже появились HSP из разных таксономических групп (млекопитающие, насекомые, бактерии и растения) |
| 2 | 262 (добавилось 121) | Появилось еще больше находок sHSP у растений, грибов, слизевиков и даже архей |
| 3 | 292 (добавилось 30) | Рост находок замедляется |
| 4 | 306 (добавилось 14) | Добавились разнообразные sHSP из слизевика Dictyostelium discoideum (hspG2, hspG3, hspG4, hspG5, hspG6, hspG7, hspG8, hspG9) и несколько растительных белков |
| 5 | 307 (добавился 1) | Добавлен только hspG10 слизевика Dictyostelium discoideum |
В результате нескольких итераций видно, что при первом запуске были найдены преимущественно α-кристаллины и их ближайшие гомологи среди позвоночных. Начиная со второго запуска, выявляются значительно более далекие последовательности, и в том числе попадают sHSP из растений, бактерий, грибов и архей. Количество новых последовательностей уменьшается к пятой итерации.
После последней итерации мы выбрали три наиболее важных, на мой взгляд, находки.
В результате выполнения работы был проведен поиск гомологов αB-кристаллина человека в базе Swiss-Prot с помощью PSI-BLAST. Было выполнено пять итераций, в ходе которых было найдено 307 последовательностей. Среди найденных белков присутствуют как ближайшие ортологи (α-кристаллины млекопитающих, 98% идентичности), так и представители семейства малых белков теплового шока (sHSP) из разных таксономически групп (насекомые, растения, бактерии, грибы, слизевики и археи), причем большинство находок имеют низкие значения E-value, что подтверждает статистическую значимость и достоверность выравниваний.