Мембранные белки

Анализ множественного выравнивания трансмембранных белков

Сначала нужно было составить репрезентативную выборку гомологов белка A3CWV0_METMJ (идентификатор pdp 4Y6K). Для работы использовалась цепь С. Это было сделано с помощью поиска по базе данных UniProt Clusters 50% на Ebi NCBI BLAST. Число желаемых находок было увеличено до 200. Далее они были выровнены по алгоритму Muscle с помощью опции Launch. Получено выравнивание .fasta.

К этому выравниванию была добавлена последовательность цепи С A3CWV0_METMJ, все гэпы удалены, выравнивание перевыровнено. Удалены короткие последовательности: A0A0K8T3H0_LYGHE, X0W9F8_9ZZZZ, T0M3Z1_9EURY, UPI0005C391B4, UPI0007858792, X1ETV5_9ZZZZ, T1ADZ3_9ZZZZ, L5ND54_9EURY, V4Y8A9_9ARCH, A0A075FYG0_9EURY, UPI0006A7A0AF, V4HFM6_9EURY, A0A0D2IW96_9CHLO, X1FB51_9ZZZZ, A0A0G0ISP2_9BACT, X1CUA6_9ZZZZ, UPI00035C0A90, T1A7R6_9ZZZZ, X1FFS9_9ZZZZ, V4X4T9_9ARCH, X1EJT5_9ZZZZ, UPI0007849874. Плохо выровненные: A0A0Q6X020_9BURK, A0A0H4QI62_9LACO. Хоть я и удалила много, качеством выравнивания осталась недовольна: последовательности плохо выровняны, некоторые блоки есть не на всех последоватльностях.

Добавлена аннотация TM_REAL, в которой как спирали (красные линии) помечены трансмембранные спирали моего белка (инфрмация - из TCBD). Гэпы внутри спиралей тоже помечены.

Для гомолога G4CFG0_9NEIS (первый хит blast) было сделано предсказание вторичной структуры с помощью TMHMM. Результат - добавленная в выравнивание аннотация TM_PREDICTED.

Полученное выравнивание в проекте JalView.

Была выбрана раскраска Hydrophobisity, позволяющая различать гидрофильные (синие) и гидрофобные (красные) остатки. Порог консервативности установлен на 11% (число выведено экспериментально из соображений хорошей различимости блоков и не слишком яркого цвета). Изображение белка 4Y6K_С с указанными параметрами представлено на рисунке 1.

Рис. 1. Пространствення структура 4Y6K_С (бело-цветной, серые - остальные цепи)

Можно сделать следующие наблюдения:

• Последовательности внутри трансмембранных спиралей отличаются большей консервативностью, чем межспиральные участки. Но блоки есть и там, и там - разница в консервативности не очень большая. В спиралях, что естественно, чаще встречаются гидрофобные остатки: лейцин, изолейцин, аланин, фенилаланин.

• Был найден блок консервативный участок, расположенный вне мембраны и богатый заряженными остатками: лизином, аргинином, глутаматом (на рисунке 2). Я не могу объяснить это с точки зрения функции моего белка, так как она пока не открыта. Могу только предположить, что это может быть связано с трансмембранным йонным транспортом.

Рис. 2. Блок вне трансмембранной спирали с заряженными остатками (в прямоугольнике)

• Предсказанное и реальное положения трансмембранных спиралей перекликаются ближе к концам последовательности, но сильно различаются в середине, где предсказана одна лишняя спираль и предсказано две спирали вместо одной верной. Программа-предсказатель почему-то видит спирали более короткими, чем они есть на самом деле.