Практикум 6. Трансмембранные белки

Задание 1. Сравнение предсказаний трансмембранных участков в бета-листовом белке

Для выполнения работы был выбран белок 1tly (Bacterial Nucleoside Transporter Ts - Бактериалный нуклеотидный транпортер Ts). Идентификатор UniProt TSX_ECOLI. Данный белок принадлежит к супресемейсту Нуклеотид-специфичных канал-образующих мебранных белков (1.B.10 (TCDB) PF03502). Исследуемая молекула была найдена в кишечной палочке (E.coli) и, что интересно, локализуется на внешней мембране бактерии (так как E.coli Грамм- она имеет 2 мембраны).

По предсказанию базы данных OPM белок содержит 12 трансмембранных участков (рис. 1.1) со следующими координатами: Tilt: 9 - TM segments: 1(13-22),2(34-44),3(48-57),4(77-85),5(101-110),6(122-132),7(137-146),8(163-173),9(181-189),10(215-224),11(227-235),12(262-272)

Затем была получена последовательноть белка при помощи базы данных UniProt и запущен сервис DeepTMHMM. В результате было предсказано 12 трансмембранных участков (рис. 1.2)

**Рис.1** 1) Предсказание структуры белка 1tly программой OPM, 12 трансмембранных участков (красная мембрана - внеклеточное пространство). 2) Предсказание структуры белка 1tly программой DeepTMHMM, 12 трансмембранных участков.

Предсказания числа трансмембранных учатсков схожи между программами. Незначительные отличия наблюдаются в краевых коодинатах ТМ участков. По рис 1.1 мы видим что предсказание структуры предлагает 3 b-листа напрямую контактирующих с внешней средой и не заякоренных в мембране. Белок, являясь нуклеотидным транпортером, должен узнавать субстрат, а для этого необходимо создать рецептеро-подобную структуру. Возможно данные 3 листа отвечают за узнавание нуклеотида и позиционирование его для успешного транспорта.

Задание 2. Сравнение предсказаний трансмембранных участков в альфа-спиральном белке

Для выполнения данного задания использовалась структура 4ayx - Митохондриальный ABC транпортер (ABC transporter ABCB10, conformation 3) из человека. Идентификатор UniProt ABCBA_HUMAN. Белок отвечает за экспорт биливердина (предшественник гемоглобина) из митохондрии в цитоплазму.

По предсказанию базы данных OPM белок является гомодимером и содержит 2 идентичные субъединицы по 6 трансмембранных участков (рис. 2.1) со следующими координатами: A - Tilt: 3 - TM segments: 1( 169- 192), 2( 214- 236), 3( 288- 310), 4( 314- 333), 5( 393- 416), 6( 431- 452)

Всего содержится 6 трансмембранных участков альфа-спиралей (рис 2.1).

Затем была получена последовательноть белка при помощи базы данных UniProt и запущен сервис DeepTMHMM. В результате было предсказано 6 трансмембранных участков (рис. 2.2)

**Рис.2** 1) Предсказание структуры белка 4ayx программой OPM, гомодимер, 6 трансмембранных участка (красная мембрана - цитоплазма). 2) Предсказание структуры белка 4ayx программой DeepTMHMM, 6 трансмембранных участка.

При сравнение предсказаний значительных различий обнаружено не было. Минимальные различия наблюдаются в предсказаниях коодинат начала и конца домена. Это вероятно связано с возмножными углами наклона белка и контактов этих участков с внешней средой (соответсвенно там аминокислоты не абсолюно гидрофобные), что затрудняет точное предсказание.