Семестр 2. Практикум 7. Анализ белка из UniProt

Desulfovibrio desulfuricans L4

1. Выбор белка

Поиск по штамму L4 (organism\:"Desulfovibrio desulfuricans L4" AND reviewed:true) не дал результатов.

Поиск по виду (organism\:"Desulfovibrio desulfuricans" AND reviewed:true) дал 1 результат — glycine dehydrogenase subunit 1 (PE=3), однако этот белок аннотирован только по гомологии и не имеет экспериментальных данных.

Поиск был расширен до уровня штамма (taxonomy_id:525146 AND reviewed:true), давший 198 записей ATCC 27774 — ближайшего хорошо аннотированного штамма того же вида.

Из этого списка был выбран Rubredoxin-1 (P04170):

• PE=1 — существование белка доказано экспериментально.
• Хорошо изученная трёхмерная структура, депонированная в PDB с разрешением 1.50 Å.
• Белок является типичным представителем рубредоксинов — ключевых переносчиков электронов у сульфатредуцирующих бактерий.

2. Информация о белке

2.1. protein_info.txt

Database:Swiss-Prot
ID:RUBR1_DESDA
AC:P04170,B8J2Y8
Version:136
Name:Rubredoxin-1
TaxID:525146
INSDC:CP001358
Length:45
MW:5115

2.2. Описание белка

Рубредоксин-1 (Rubredoxin-1) ( краткое название — Рд-1 (Rd-1)) — небольшой немембранный цитоплазматический железосерный белок-переносчик электронов, не содержащий кислотолабильного сульфида. Длина цепи — 45 аминокислот, молекулярная масса — 5115. Белок содержит один атом железа Fe³⁺, координированного в тетраэдрической геометрии четырьмя остатками цистеина (Cys6, Cys9, Cys39, Cys42):

• Последовательность была получена химическим методом (деградация Эдмана) — без секвенирования ДНК.

KW   3D-structure; Cytoplasm; Direct protein sequencing; Electron transport;
KW   Formylation; Iron; Metal-binding; Transport.

RP   PROTEIN SEQUENCE, AND FORMYLATION AT MET-1.
RX   PubMed=3709804; DOI=10.1016/0014-5793(86)80588-9;
RA   Hormel S., Walsh K.A., Prickril B.C., Titani K., Legall J., Sieker L.C.;
RT   "Amino acid sequence of rubredoxin from Desulfovibrio desulfuricans strain 27774.";
RL   FEBS Lett. 201:147-150(1986).

• Трёхмерная структура определена рентгеноструктурным анализом с разрешением 1.50 Å (PDB: 6RXN) — высокое разрешение для белка такого класса.

RN [4]:
RP   X-RAY CRYSTALLOGRAPHY (1.5 ANGSTROMS).
RX   PubMed=2091025;
RA   Stenkamp R.E., Sieker L.C., Jensen L.H.;
RT   "The structure of rubredoxin from Desulfovibrio desulfuricans strain 27774 at 1.5-A resolution.";

DR   PDB; 6RXN; X-ray; 1.50 A; A=1-45.

3D-Модель 1. Общий вид структуры 6RXN

• TaxID 525146 соответствует конкретному штамму Desulfovibrio desulfuricans ATCC 27774 / DSM 6949 / MB, для которого выполнено полное геномное секвенирование (2009, US DOE Joint Genome Institute).

OX   NCBI_TaxID=525146;
OS   Desulfovibrio desulfuricans (strain ATCC 27774 / DSM 6949 / MB).

RP   NUCLEOTIDE SEQUENCE [LARGE SCALE GENOMIC DNA].
RC   STRAIN=ATCC 27774 / DSM 6949 / MB;
RG   US DOE Joint Genome Institute;
RL   Submitted (JAN-2009) to the EMBL/GenBank/DDBJ databases.

3. Кластеры похожих белков

3.1. protein_clusters.txt

ID:UniRef100_P04170
Size:3
Length:45
Name:Rubredoxin-1

ID:UniRef90_P04170
Size:11
Length:45
Name:Rubredoxin-1

ID:UniRef50_P04170
Size:13
Length:45
Name:Rubredoxin-1

3.2. Обсуждение

Размеры кластеров UniRef позволяют сделать следующие выводы:

UniRef100 (Size=3): три идентичных последовательности на 100% уровне идентичности — это несколько штаммов или записей Desulfovibrio с абсолютно одинаковым рубредоксином-1.

UniRef90 (Size=11): при пороге 90% кластер расширяется до 11 последовательностей — близкородственные рубредоксины из других видов Desulfovibrio отличаются не более чем на 10% и попадают в тот же кластер.

UniRef50 (Size=13): при пороге 50% кластер вырастает лишь до 13 последовательностей. Это неожиданно малое число — оно говорит о том, что рубредоксин-1 данного типа не имеет большого числа отдалённых гомологов в базе, либо они относятся к другим кластерам UniRef50.

Вывод: последовательность рубредоксина-1 высококонсервативна внутри рода Desulfovibrio: резкий рост при снижении порога с 100% до 90% и практически без изменений на уовне 50%. Это может отражать как реальную узкую филогенетическую распространённость данного варианта белка, так и неполноту аннотации геномов в UniProtKB.

4. Поисковые запросы UniProt

Таблица 1. Поисковые запросы UniProt