Трансмембранные белки

Задание 1

а) Выбраны пять альфа-спиральных трансмембранных белков: 1h68, 3fh6, 2zt9, 3h90,3dww. И пять бета-баррелей: 1ujw, 1ek9, 1i78, 3kvn, 2j1n.

Видим, что трансмембранные белки могут отличаться друг от друга по следующим признакам:
мембранные элементы (альфа спирали или бета тяжи) могут соединяться посредством внемембранных петель или соединяться посредством цитоплазматической или межклеточной глобулярной части белка;
по углу расположения трансмембранной части относительно мембраны;
по количеству элеметов в трансмембранной части.

b) Сравнение топологии трансмембранных частей двух белков, с альфа-спиральными трансмембранными участками и с трансмембранными бета-баррелями

PDB код	Число цепей	Тип (спираль, баррель)	Число трансмембранных участков в цепи	Число остатков в одном трансмембранном участке (типичное, минимальное, максимальное)
2ydv	1	спираль	7	10, 8, 12
2qom	1	баррель	12	22,20,24

Задание 2

Предсказание трансмембранных участков белка P19492 (GRIA3_RAT)

a) По записи UniProt:

Известно, что белок локализован на клеточной мембране, относится к семейству глутамат- сопряжённых ионных каналов.
Указано три потенциальных трансмембранных участка: 547-567 (21, спираль),630-650(21, спираль), 818-838(21,спираль).

b) Cервис TMHMM , предсказание трансмембранных участков:

Предсказано три трансмембранных участка: с 545 по 567, с 630 по 652, с 820 по 842 аминокислотные остатки.
Также высокое содержание гидрофобных аминокислот наблюдается с 1 по 30 а.о., что видно на графике.

c) Сравнение с гомологом GRIA2_RAT (3KG2 )

Как трансмембранные указаны участки с координатами: 522-541, 577-586, 597-617, 792-811.
Как расположенные на внешней мембране - 542-544, 568-576,593-596, 812-817.
На внутренней - 10-521, 618-791.
С неизвестной локализацией - 545-567, 587-592, 818-832.

Ccылка на выравнивание последовательностей белка и его гомолога

Часть предсказаний, сделанных разными способами совпадает,а часть нет. Как трансмембранные по всем трём методам приблизительно аннотированы три участка (подробнее в таблице).

Число а.к. остатков

Всего а.к. остатков в последовательности 888

Остатки, предсказанные TMHMM как локализованные в мембране (всего) 66

Правильно предсказали - совпадают с 3D предсказанием (true positives, TP) 4

Предсказали не то, что нужно (а.о. предсказаны как мембранные, а по данным 3D таковыми не являются, false positives, FP) 62

Правильно не предсказали ( не предсказаны, и по данным 3D не находятся в мембране, true negatives, TN) 734

Не предсказали то, что нужно (остатки по данным 3D находятся в мембране, false negatives, FN) 63

Чувствительность (sensivity) = TP / (TP+FN) 0.0597

Специфичность (specificity) = TN / (TN+FP) 0.922

Точность(precision) = TP /(TP+FP) 0.06

Сверхпредсказание = FP/ (FP+TP) 0,93

Недопредсказание = FN / (TN+FN) 0.079

В нашем случае метод TMHMM оказался неэффективным!
Предсказанные трансмембранные участки расположены со сдвигом по отношению друг к другу, в результате получены низкие характеристики для чувствительности и точности метода, при том, что координаты в выравнивании вообще-то были исправленыю. Так что, сомнительно, что дело в разметке выравнивания.
Предсказание по Uniprot, в целом согласуется с предсказанием сервиса TMHMM.

Четвертый семестр

	Число а.к. остатков
Всего а.к. остатков в последовательности	888
Остатки, предсказанные TMHMM как локализованные в мембране (всего)	66
Правильно предсказали - совпадают с 3D предсказанием (true positives, TP)	4
Предсказали не то, что нужно (а.о. предсказаны как мембранные, а по данным 3D таковыми не являются, false positives, FP)	62
Правильно не предсказали ( не предсказаны, и по данным 3D не находятся в мембране, true negatives, TN)	734
Не предсказали то, что нужно (остатки по данным 3D находятся в мембране, false negatives, FN)	63
Чувствительность (sensivity) = TP / (TP+FN)	0.0597
Специфичность (specificity) = TN / (TN+FP)	0.922
Точность(precision) = TP /(TP+FP)	0.06
Сверхпредсказание = FP/ (FP+TP)	0,93
Недопредсказание = FN / (TN+FN)	0.079