Практикум 7

Определение консервативного геномного окружения гена

Задание 1

Ген: MCAN_13111, putative homoserine dehydrogenase THRA. Вместо этого гена был взят гомолог - homoserine degydrogenase из организма Mycobacterium tuberculosis, E-value - 0.0, 100% покрытия, 100% идентичности.

Рис. 1. Изображение геномного окружения гена homoserine dehydrogenase, полученное с помощью сервиса SEED.
Гены консервативного окружения: threonine synthase(2), diaminopemilate decarboxylase(3), homoserine kinase(4), arginyl-tRNA synthetase(5), transcription termination factor Rho(6), LSU ribosomal protein L31p(7), peptide chain release factor 1(8).
Таблица 1. Гены консервативного окружения.

Threonine synthase	Corynebacterium glutamicum ATTC
Diaminopemilate decarboxylase	Frankia sp. EAN1pec
Homoserine kinase	Kineococcus radiotolerans SRS30216
Arginyl-tRNA synthetase	Nocardioides sp. JS614
Transcription termination factor Rho	Corynebacterium glutamicum ATTC, Salinispora tropica CNB-440
LSU ribosomal protein L31p	Gordonia bronchialis DSM 43247, Thermomonospora curvata DSM 43183, Geodermatophilus obscurus DSM 43160, Salinispora tropica CNB-440, Corynebacterium glutamicum ATTC
Peptide chain release factor 1	Gordonia bronchialis DSM 43247, Thermomonospora curvata DSM 43183, Geodermatophilus obscurus DSM 43160, Salinispora tropica CNB-440, Corynebacterium glutamicum ATTC

Mycobacterium tuberculosis, Corynebacterium glutamicum, Gordonia bronchiales входят в таксон Corynebacteriales, вместе с Thermomonospora curvata, Geodermatophilus obscurus, Nocardioides sp. JS614, Frankia sp. EAN1pec, Kineococcus radiotolerans и Salinispora tropica в таксон Actinobacteria.

Задание 2

Рис. 2. Картинка с сервиса DOOR. Оперон 7185 по центру.
Гены: argS, lysA, thrA, thrC
Кодируемые белки соответственно: arginyl-tRNA synthase, diaminopimelate decarboxylase, homoserine dehydrogynase, threonine synthase
Легко видеть, что эти гены нашлись и с помощью SEED и входят в опероны других организмов.

Задание 3

Рис. 3. Метаболический путь Biosynthesis of amino acids. Красным покрашен thrA (заданный белок), синим - thrC и lysA (белки из оперона), жёлтым - thrB (белок геномного окружения)
В метаболическом пути участвуют все белки оперона кроме argS и ещё один белок геномного окружения thrB.
thrA, thrB и thrC катализируют три последовательные реакции. lysA участвует в синтезе лизина.

Итоговая таблица

Идентификатор гена	MCAN_13111
Название гена	thrA
Организм	Mycobacterium canettii (использовался близкородственный - Mycobacterium tuberculosis)
Функция продукта	Превращает L-аспартат 4-полуальдегид в гомосерин
Метаболические пути KEGG, в которые входит белок	Glycine, serine and threonine metabolism; Cysteine and methionine metabolism; Lysine biosynthesis; Metabolic pathways; Biosynthesis of secondary metabolites; Microbial metabolism in diverse environments; Biosynthesis of antibiotics; Biosynthesis of amino acids
Номер оперона	7185
Белки оперона	threonine synthase, diaminopemilate decarboxylase, arginyl-tRNA synthetase
Белки геномного окружения	Белки оперона, homoserine kinase, transcription termination factor Rho, LSU ribosomal protein L31p, peptide chain release factor 1