Трансмембранные белки

База данных OPM - база данных (БД) о расположении белков в мембранах (Orientations of Proteins in Membranes (OPM) database).

Таблица 1. Описание белка с альфа-спиралями в трансмембранной части - 4qtn

Ссылка на белок	Nicotinamide riboside transporter PnuC
Толщина гидрофобной части в мембране	26.8 ± 0.7 A
Координаты трансмембранных спиралей	Subunits - 3 1( 18- 36), 2( 41- 59), 3( 63- 76), 4( 86- 107), 5( 130- 148), 6( 158- 176), 7( 181- 197), 8( 208- 226) 1( 18- 37), 2( 41- 59), 3( 63- 76), 4( 86- 107), 5( 130- 148), 6( 158- 176), 7( 181- 197), 8( 208- 226) 1( 18- 37), 2( 41- 59), 3( 63- 76), 4( 86- 107), 5( 130- 148), 6( 158- 176), 7( 181- 197), 8( 208- 226)
Среднее количество остатков в одной трансмембранной спирали	17,5
Положение	Внутренняя мембрана грамотрицательных бактерий
Фото - p-сторона сверху

Таблица 2. Описание белка с бета-тяжами в трасмембранной части - 4q79

Ссылка на белок	Bacterial amyloid secretion channel CsgG
Толщина гидрофобной части в мембране	25.6 ± 0.6 A
Координаты трансмембранных бета-тяжей	Subunits - 9 1( 152- 159), 2( 162- 167), 3( 200- 207), 4( 216- 222) 1( 152- 159), 2( 162- 167), 3( 200- 207), 4( 216- 222) 1( 152- 159), 2( 162- 167), 3( 200- 207), 4( 216- 222) 1( 152- 159), 2( 162- 167), 3( 200- 207), 4( 216- 222) 1( 152- 159), 2( 162- 167), 3( 200- 207), 4( 216- 222) 1( 152- 159), 2( 162- 167), 3( 200- 207), 4( 216- 222) 1( 152- 159), 2( 162- 167), 3( 200- 207), 4( 216- 222) 1( 152- 159), 2( 162- 167), 3( 200- 207), 4( 216- 222) 1( 152- 159), 2( 162- 167), 3( 200- 207), 4( 216- 222)
Среднее количество остатков в одном трансмембранном бета-тяже	6,25
Положение	Внешняя мембрана грамотрицаиетльных бактерий
Фото - p-сторона сверху

Цели задания: оценить корректность предсказания сервисов TMHMM и Phobius.

Первым был запущен сервис TMHMM

Текстовый вывод программы представлен ниже.

# pdb|4QTN|A Length: 244  <-- Длина белковой последовательности
# pdb|4QTN|A Number of predicted TMHs:  8  <-- Количество предсказанных альфа-спиралей
# pdb|4QTN|A Exp number of AAs in TMHs: 156.32441  <-- Ожидаемое количество аминокислот в трансмембранной альфа-спирали
# pdb|4QTN|A Exp number, first 60 AAs:  40.04685  <-- Ожидаемое количество аминокислот из первых 60, которые входят в состав альфа-спирали
# pdb|4QTN|A Total prob of N-in:        0.83040  <-- Вероятность того, что N-конец может быть сигнальным пептидом
# pdb|4QTN|A POSSIBLE N-term signal sequence
pdb|4QTN|A	TMHMM2.0	inside	     1    12
pdb|4QTN|A	TMHMM2.0	TMhelix	    13    35
pdb|4QTN|A	TMHMM2.0	outside	    36    39
pdb|4QTN|A	TMHMM2.0	TMhelix	    40    57
pdb|4QTN|A	TMHMM2.0	inside	    58    61
pdb|4QTN|A	TMHMM2.0	TMhelix	    62    79
pdb|4QTN|A	TMHMM2.0	outside	    80    83
pdb|4QTN|A	TMHMM2.0	TMhelix	    84   106
pdb|4QTN|A	TMHMM2.0	inside	   107   126
pdb|4QTN|A	TMHMM2.0	TMhelix	   127   149
pdb|4QTN|A	TMHMM2.0	outside	   150   152
pdb|4QTN|A	TMHMM2.0	TMhelix	   153   175
pdb|4QTN|A	TMHMM2.0	inside	   176   181
pdb|4QTN|A	TMHMM2.0	TMhelix	   182   201
pdb|4QTN|A	TMHMM2.0	outside	   202   205
pdb|4QTN|A	TMHMM2.0	TMhelix	   206   228
pdb|4QTN|A	TMHMM2.0	inside	   229   244

Исследуемый белок состоит из 3-х субъединиц, на NBCI его полная последовательность не представлена, поэтому взято вот это, результаты по количеству предполагаемых трансмембранных альфа-спиралей будем умножать на три (судя по структуре и координатам трансмембранных участков - все три субъединицы одинаковые)

На графике показана вероятность для каждого остатка находиться внутри мембраны. Сверху полоска из трех цветов: розовые участки - часть белка в наружней части от мембраны, синие участки - часть белка внутри от мембраны, красные толстые полоски - участки белка внутри мембраны.

Далее обратимся к сервису Phobius.

ID   pdb|4QTN|A
FT   TOPO_DOM      1     11       CYTOPLASMIC.
FT   TRANSMEM     12     35       
FT   TOPO_DOM     36     40       NON CYTOPLASMIC.
FT   TRANSMEM     41     58       
FT   TOPO_DOM     59     64       CYTOPLASMIC.
FT   TRANSMEM     65     82       
FT   TOPO_DOM     83     87       NON CYTOPLASMIC.
FT   TRANSMEM     88    106       
FT   TOPO_DOM    107    125       CYTOPLASMIC.
FT   TRANSMEM    126    146       
FT   TOPO_DOM    147    157       NON CYTOPLASMIC.
FT   TRANSMEM    158    176       
FT   TOPO_DOM    177    182       CYTOPLASMIC.
FT   TRANSMEM    183    201       
FT   TOPO_DOM    202    206       NON CYTOPLASMIC.
FT   TRANSMEM    207    226       
FT   TOPO_DOM    227    244       CYTOPLASMIC.

Трансембранные участки отмечены во второй колонке - "TRANSMEM"

Здесь так же разными цветами показаны вероятности каждого остатка находиться в мембране, внутри или снаружи от нее. Даны подписи под рисунком.

Сравнивая данные из OPM и данных двух сервисов можно сказать, что значения похожи.

• Лучше на значения из БД похож сервис Phobius. Смещения на 1-3 аминокислоты.
• Между собой два сервиса отличаются не сильно.
• Количество найденных альфа-спиралей совпадает и в сервисах, и в БД. (24)

Для 4q79 - 1.B.48.1.1
1 - канал или пора

1.B - обозначение транспортеров со структурой бета-бочки.

1.B.48 - принадлежность к семейству белков, которые имеют в составе фибриллы карлина - компонента внеклеточной матрицы амилоидного происхождения. (The Curli Fiber Subunit Family).

1.B.48.1.1 - указание на номер в таблице, на конкретный белок. Трансмембранный белок наружной мембраны, порин - CsgG с 36 бета-листами и вспомогательными субъединицами.

Для 4qtn по запросу "PnuC" нашлось семейство с TCID - 4.B.1.
4 - группа транслокаторов, которые модифицируют субстрат пока перемещают его.

4.B - группа белков, которые перемещают никотинамидрибонуклеозид, фосфорилируя его за счет фосфата из АТФ и перемещают внутрь клетки в виде никтинамидмононуклеотида и АДФ. (Nicotinamide ribonucleoside uptake transporters)

4.B.1. - принадлежность к семейству белков, которые вместе с белками NadR участвуют в транспорте никотинамидрибонуклеозида, его фосфорилирвании и регуляции траскрипции. Белки являются частью суперсемейства TOG. (The Nicotinamide Ribonucleoside (NR) Uptake Permease (PnuC) Family)