Работа с KEGG ORTHOLOGY
Цель данного задания – проверить, являются ли члены разных ортологических рядов KEGG гомологичными белками, и проанализировать их филогенетические отношения. Для работы я выбрала в качестве биохимического пути метаболизма простых эфиров. Схема биосинтеза выглядит следующим образом:
Как видно из рисунка, я выбрала реакцию 2.7.8.2 (ссылка). Эту реакцию катализируют два ортологических ряда белков:
1)K00994 (diacylglycerol cholinephosphotransferase) - 37 белков (в UniProt - 30)
2)K13644 (choline/ethanolamine phosphotransferase) - 44 белка (в UniProt - 38)
Затем я получила последовательности для каждого ортологического ряда и выровняла их с помощью Muscle (JalView)(ссылка на проект):
Заметно, что белки из ряда K1364 выровнялись между собой хорошо, в отличие от белков из ряда KO994. Белки из разных рядов не выровнены между собой. Отмечу также четыре белка из ряда К1364, которые отличались от прочих белков в ряду: C3XXR1, C3ZK77, C3ZZ86, L7MS36. Эти последовательности были удалены из fasta - файла (новый проект здесь).
Удалив лишние последовательности, я построила дерево программой MEGA, методом Neighbor-Joining, со 100 бутстреп-репликами:
Как видно на Рис.3, белки из разных ортологических рядов действительно далеко отстоят друг от друга. А как видно из Рис.4, у этого разбиения очень хорошая бутстрэп - поддержка (99).
Тривиальных ветвей с длиной, сильно отличающейся от длины остальных ветвей, замечено не было. У белков из группы К1364 длины ветвей, как правило, исчезающе малы и имеют сильную бутстрэп - поддержку, а у белков из группы К00994 ветви гораздо длиннее и имеют очень плохую бутстрэп-поддержку. Деревья, построенные разными методами, не очень похожи, что неудивительно, учитывая слабую путстрэп-поддержку многих ветвей. Такой результат можно было предсказать уже на этапе выравнивания.
Метаболизм простых эфиров
Этот метаболический путь служит для синтеза простых эфиров. Некоторые из них обладают инсектицидным действием. Он является продолжением метаболического пути глицерофосфолипидов. С исследуемым метаболическим путём связаны такие заболевания, как один тип нейродегенерации. Связь с глицерофосфолипидами осуществляется через 1-ацилглицерон-3-фосфат.
Далее, необходимо выбрать три организма: архею, прокариота и эукариота. В качестве эукариота я выбрала человеческий организм (Homo Sapiens, тпи хордовые, класс млекопитающие, отряд приматы, семейство гоминиды), в качестве прокариота - кишечную палочку (Echerichia Coli K-12 MG1655), класс гамма-протеобактерии, семейство энтеробактерии, род esherichia.
Итак, я приведу два метаболических пути: для человека (ссылка) и для кишечной палочки (ссылка).
Итак, необходимо найти в данном метаболическом пути реакции, сходные и у человека, и у кишечной палочки. Такая реакций всего две, и обе катализируются одним ферментом - фосфолипазой А наружной клеточнгой мембраны. Кстати, у кишечной палочки эти реакции - единственно выявленные. По моему мнению, это говорит о том, что данный метаболический путь в бактерии просто неисследован.
Задание 4.
Из выбранного метаболического пути я обратила свой взор на реакцию R04126:
уравнение реакции: ATP + 1-Alkyl-sn-glycerol <=> ADP + 1-Alkyl-sn-glyce