На главную страницу четвертого семестра

Предсказание топологии мембранного белка - митохондриального АДФ/АТФ переносчика ADT1_MOUSE.

Построение выравнивания исследуемого белка с заданным прототипом ADT1_BOVIN.

Последовательности были получены с помощью SRS в SWISS-Prot. Глобальное попарное выравнивание было получено с помощью программы needle.
Результаты :

Примечание :Данное выравнивание не содержит гэпов, поэтому номера аминокислотных остатков в выравнивании для исследуемого белка и белка-прототипа совпадают.

Документ выравнивания

Предсказание топологии почти вручную.

С помощью программы pepwindow (-graph data -length 19)были получены данные для построения профиля гидрофобности.

Файл с результатами.

Из графика видно, что нет ни одного значения гидропатичности выше 1.8, поэтому в дальнейшем рассматривались все оформленные пики (всего их пять). Все 5 значений по оси абсцисс рассматривались как центры сегментов из 19 А.О.Также с использованием шкалы гидрофобности были проверены возможности укорочения и удлиннения каждого из сегментов на 1 А.О., однако во всех случаях гидрофобность при этом уменьшалась.

Все полученные данные (в том числе и описанные ниже) были отражены в файле Genedoc. В соответствии с правилом von Hejne, плюсами отмечены внутренние петли, буквами H - трансмембранные сегменты, минусами - внешние петли.

Предсказание топологии с помощью TMHMM.

Данные работы сервера TMHMM представлены здесь.
Полученные результаты в графической форме:


Данный график показывает вероятности принадлежности аминокислотного остатка к одной из категорий ( красные столбцы - принадлежность к трансмембранному участку, синяя линия - внутриклеточному, малиновая линия - внеклеточный участок).Это позволяет знать вероятность пропустить трансмембранный фрагмент.
Результатами были дополнены файлы Excel и Genedoc.

Выделение трансмембранных сегментов в 3D-структуре прототипа с помощью OPM.

OPM - база данных,показывающая ориентацию трансмембранного белка внутри мембраны.Указанные ей трансмембранные фрагменты отображены в файлах Excel и Genedoc.

Изображение белка-прототипа
(pdb код 1окс) в OPM 		Изображение,полученное с помощью программы
RasMol из pdb-файла белка-прототипа.Зеленым
обозначены спирально закрученные участки
белковой последовательности.

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

  По профилю гидрофобности TMHMM
Всего предсказано (N) 95 69
Из них      
  А. По данным ОРМ находятся внутри мембраны 94 65 
  В. Из них - "торчащие" из мембраны остатки на концах спиралей 1 3
  С. Вообще не имеют никакого отношения к трансмембранным спиралям 0 1
D. Число непредсказанных остатков, которые по данным ОРМ находятся в мембране 51 80
Точность предсказания, A/N 0.99 0.94
Сверхпредсказание, C/N 0 0.01
Недопредсказание, D/(L-N), где L-длина последовательности 0.25 0.35


"Торчащие" концы определялись следующим образом: определялись остатки, по данным OPM выходящие из мембраны, но предсказанные соответствующим методом. Затем проверялось, относятся ли они к спиралям по данным pdb.

Как ни странно, но, судя по таблице, метод "почти вручную" в данном случае оказался лучше.Произошло это потому,что из 6 реально существующих трансмембранных фрагментов TMHMM обнаружил только 3.Если посмотреть на результаты работы TMHMM, можно видеть участок (в конце цепи), с большой вероятностью являющийся трансмембранным и при этом указанный "ручным" методом.Аналогично (только с меньшей вероятностью), используя оба метода, можно было предсказать трансмембранный участок в начале цепи.Однако увидев третий(в середине) шум TMHMM и обратившись к профилю гидрофобности, нельзя принять решения ни относительно трансмембранности участка, ни о его границах.

На главную страницу четвертого семестра.