Мембранные белки

База данных OPM

Для выполнения задания мне был выдан белок 2KCU - (Formate transporter 1, FocA). Он был найден в базе данных OPM (Orientation of Proteins in the Membrane), которая содержит предсказания о положени белков относительно мембраны. Затем с помощью поиска по уровням классификации было необходимо найти любой белок, в трансмембранной части которого находятся не α-спирали, как в нашем белке, а β-листы, и описать оба белка по заданным параметрам. В качестве белка с β-листами был выбран 2HDF - рецептор колицина I из того же организма (Escherichia coli). В таблице ниже приведены описания белков, а также изображения их расположения по отношению к мембране. Красным цветом показана внешняя часть мембраны, а синим - внутренняя.

Белок	3KCU (цепь A)	1BXW
Название	Formate transporter 1 (FocA)	Outer membrane protein A (OMPA)
Классификация	Тип: 1. Transmembrane Класс: 1.1. Alpha-helical polytopic Суперсемейство: 1.1.014. Major Intrinsic Protein (MIP)/FNT superfamily Семейство: 1.1.14.02. Formate/Nitrite transporter (FNT) family	Тип: 1. Transmembrane Класс: 1.3. Beta-barrel transmembrane Суперсемейство: 1.3.001. OmpA-OmpF porin family (n=8,S=10) Семейство: 1.3.01.01. OmpA family
Толщина гиброфобной части мембраны	29.9 ± 0.7 Å	25.4 ± 1.9 Å
Трансмембранные спирали/ β-тяжи (а.о.)	1(31-56), 2(65-85), 3(113-135), 4(161-181), 5(188-205), 6(210-219), 7(250-276)	1( 7- 15), 2( 35- 44), 3( 51- 58), 4( 76- 85), 5( 93- 101), 6( 120- 130), 7( 137- 145), 8( 160- 169)
Среднее количество остатков в одной спирали/тяже	19-20	7-8
Мембрана локализации	Внутренняя мембрана Грам-отрицательной бактерии	Внешняя мембрана Грам-отрицательной бактерии
Изображение (синим цветом показана внутренняя сторона мембраны - n, а красным - внешняя - p)

Анализ предсказания трансмембранных спиралей

Для выданного белка с идентификатором 3kcu_A были запущены сервисы TMHMM и Phobius. Сервисы TMHMM и Phobius предсказывают трансмембранные участки белков.

TMHMM


Выдача программы TMHMM для белка 3kcu_A в текстовом виде	Выдача программы TMHMM для белка 3kcu_A в графическом виде

Слева (текстовая выдача сервиса) TMhelix - трансмембранная часть белка, inside - часть белка, обращенная в цитоплазму, outside - часть белка, обращенная наружу.
Справа (графическое отображение результатов) На оси Y отображены соответсвующие вероятности, а на оси Х - аминокислотные остатки белка. Красным цветом показаны предполагаемые трансмембранные части, розовым - части, обращеннные наружу, синим - части, обращенные внутрь.

Для данного белка TMHMM предсказал 6 трансмембранных частей, 3 наружних и 3 внутренних. В действительности у белка 7 трансмембранных частей: один из предсказанных участков охватывает сразу 2 участка из базы данных OPM, также координаты верно предсказанных участков отличаются в среднем на 4-5а.о. В целом, можно сказать, что предсказание хорошее.

Phobius


Выдача программы Phobius для белка 3kcu_A в текстовом виде	Выдача программы Phobius для белка 3kcu_A в графическом виде

Слева(текстовая выдача сервиса) TRANSMEM - трансмембранная часть, CYTOPLASMIC - часть белка, обращенная в цитоплазму, NON CYTOPLASMIC - часть белка, обращенная наружу.
Справа (графическое отображение результатов) На оси Y отображены соответсвующие вероятности, а на оси Х - аминокислотные остатки белка. Серым цветом показаны предполагаемые трансмембранные части, синим - части, обращеннные наружу, зеленым - части, обращенные внутрь.

Для данного белка Phobius предсказал 6 трансмембранных частей, 2 наружних и 4 внутренних. Координаты предсказанных трансмембранных участков совпадают с большей погрешностью, чем у TMHMM (~7-8), также один из участков из OPM вовсе не был отмечен.

Итог: Результаты работы сервисов весьма схожи. Предсказания получились правдивыми (выделено 6 участков из 7) и с небольшой погрешностью.

База данных TCBD

Эта база предоставляет детальную классификацию мембранных транспортных белков, объединяя как функциональные, так и филогенетические данные. Транспортные системы классифицируются на основе 5 критериев, каждому из которых соответсвует один из 5 символов TC-кода: V.W.X.Y.Z. (V показывает класс транспортера, W указывает на подкласс, X - на семейство, Y - на подсемейство, а Z соответсвует собственно транспортеру со специфическими субстратами)

Код для 1bxw (1.B.6.1.1):

1: Класс каналы/поры (Channels/Pores)
1.B: Подкласс β-бочонковые порины (β-Barrel Porins)
1.B.6: Семейство The OmpA-OmpF Porin (OOP)

Код для 3kcu(1.A.16.1.1):

1: Класс каналы/поры (Channels/Pores)
1.A.: Подкласс Каналов α-типа (alpha-Type Channels)
1.A.16: Семейство формиат-нитритных транспортеров (The Formate-Nitrite Transporter (FNT) Family)

Назад
На главную