Предсказание топологии мембранного белка ADT1_BOVIN(Mitochondrial ADP/ATP carrier)


Белок, топология которого была предсказана в данной работе, совпадает с белком, топология которого известна и взята для оценки предсказания. Следовательно, выравнивание строить не за чем, что и не было сделано.

Аминокислотная последовательность белка ADT1_BOVIN (получена посредством SRS):

SDQALSFLKD FLAGGVAAAI SKTAVAPIER VKLLLQVQHA SKQISAEKQY KGIIDCVVRI        60
PKEQGFLSFW RGNLANVIRY FPTQALNFAF KDKYKQIFLG GVDRHKQFWR YFAGNLASGG       120
AAGATSLCFV YPLDFARTRL AADVGKGAAQ REFTGLGNCI TKIFKSDGLR GLYQGFNVSV       180
QGIIIYRAAY FGVYDTAKGM LPDPKNVHII VSWMIAQTVT AVAGLVSYPF DTVRRRMMMQ       240
SGRKGADIMY TGTVDCWRKI AKDEGPKAFF KGAWSNVLRG MGGAFVLVLY DEIKKFV          297

Данные для построения профиля гидрофобности получены с помощью программы pepwindow пакета EMBOSS. Размер окна: 19 а.о. График и таблица построены в Еxсеl.

Были рассмотрены 6 пиков, соответственно, получены 6 трансмембранных сегментов:

  1. 11-29
  2. 52-70
  3. 112-130
  4. 175-194
  5. 209-227
  6. 272-290

Трансмембранные участки были выделены следующим образом: Рассмотрены выршины пиков, те, что выше 0.6, и от вершин отсчитаны 9 а.о. в обе стороны. В 1 и 4 пиках вершину состовляют 2 а.о.

По названию белка (Mitochondrial ADP/ATP carrier) можно понять, что находится он на внутренней мембране митохондрии. Для определения какие немембранные участки куда торчат, посчитаем R-K соотношение аминокислотных остатков.

Всего получилось 5 немембранных учасков, соответственно, 1, 3 и 5 будут по одну сторону мембраны, а 2 и 4 по другую. Вот результат:

  1.  1:(30-51)  3:(131-174) 5:(228-271)	R: 11   K: 11   Всего R+K: 22  
  2.  2:(71-111) 4:(195-208)             	R: 2    K: 6    Всего R+K: 8   

Очевидно, что участки 2 и 4 - внешние, т.е. расположены в периплазматическом пространстве, а участки 1,3 и 5 - внутренние, в матриксе митохондрии.

В файле marking.msf , ссылка на который не работает по неизвестным причинам, почему и был создан другой документ , который посмотреть можно, приняты следующие обозначения:

      P 	- периплазматическое пространство,
      M 	- матрикс митохондрии,
      - 	- немембранный участок,
      + 	- трасмембранный участок.

Зелёным покрашены участки, на которых предсказания почти вручную, программой TMHMM и данные из OPM совпадают.

Программа TMHMM предсказала только три из шести трансмембранных участков, хотя, как это видно из выдачи программы, выявляются все шесть участков. Программа не выделяет три потенциальных трансмембранных фрагмента, так как эти участки не обладают гидрофобностью, присущей большинству трансмембранных участков различных белков.

Теперь самое время подвести итоги. Для этого была составлена таблица, в которой предсказанные топологии были сравнены с топологией, описаной в базе данных OPM:

Сравнение предсказанных топологий с описанием трансмембранных сегментов в 3D-структуре прототипа

 
По профилю гидрофобности TMHMM
Всего предсказано аминокислотных остатков (N) 115 69
Из них
 
 
А. По данным ОРМ находятся внутри мембраны 98 66
В. Из них - "торчащие" из мембраны остатки на концах спиралей 17 4
С. Вообще не имеют никакого отношения к трансмембранным спиралям 0 0
D. Число непредсказанных остатков, которые по данным ОРМ находятся в мембране. 57 103
Точность предсказания, A/N 0,85 0,94
Сверхпредсказание, C/N =+= (B/N+C/N) 0 =+= 0,15 0 =+= 0,06
Недопредсказание, D/(L-N), где L-длина последовательности 0,31 0,45

Можно с полным правом сказать, что предсказание по профилю гидрофобности намного превосходит по содержательности предсказание, выданное программой TMHMM, и в общем является весьма точным. Программа TMHMM плохо справилась со своим заданием, т.к. данный белок весьма специфичен и несколько выделяется среди иных трансмембранных белков тем, что обладает более гидрофильным составом аминокислотных остатков.


На главную...

© Трушкин Никита,2006