| Главная | Семестры | Проекты | Заметки | О себе | Полезные ссылки |
Определение системы, к которой принадлежит ген из прокариотической системы секреции
Идентификатор белка - G8WJH1. Организм: Klebsiella oxytoca - грамотрицательная бактерия, относящаяся к условно-патогенным. В записи Uniprot этого белка найдены идентификторы GO:
| Идентификатор GO | Тип | Значение | Описание |
| GO:0019867 | C - клеточный компонент | внутренняя мембрана органелл | внутренний бислой липидов оболочки органелл, обычно высоко селективна к большинству ионов и метаболитов. |
| GO:0005215 | F - молекулярная функция | транспортерная активность | Способствует направленному движению веществ (таких, как макромолекул, малых молекул, ионов) в или из клетки, или между клетками. |
| GO:0015031 | P - биологический процесс | белковый транспорт | Направленное движение белков из или в клетку, или между клетками, с помощью некоторого посредника, такого как транспортер или пора. |
В KEGG для этого белка показан I тип секреционной системы, в частности Adhesin protein transport system - адгезин-белковая транспортная система (адгезин - фактор вирулентности у бактерий). На рис.1. представлена карта бактериальной секреции бактерий. На рис.2. представлена схема работы секреционной системы бактерий I.
Рис.1. Карта бактериальной системы секреции. Зеленым выделены белки, идентифицированные в Klebsiella pneumoniae, [1].
Рис.2. Схема, регулирующая работу секреционной системы I. [2]
Определение функциональной роли белка в системе
Попробуем поискать наш белок в БД Pfam. Обнаруженная доменная структура представлена на рис.3. и представляет собой два домена OEP (outer membrane efflux protein). Эти домены встречаются у белков семейства outer membrane efflux protein (белки "истечения" внешней мембраны), которые формируют тримерные каналы для транспорта различных субстратов(рис.3). По описанию системы в Interpro каждый член семейства OEP состоит из двух повторов. Тримерные каналы состоят из 12 бета листов (баррель), который охватывает наружную мембрану, и длинный баррель, состоящий из альфа спиралей, охватывающий периплазму (рис. 4).
 Рис.3. Доменная структура белка. [3] |
 Рис.4. Структура efflux белка. [4] |
Ортологи белка в полных геномах бактерий. Сравнение состава генов
Воспользуемся опцией BLAST в SEED. Для этого используем последовательность белка в fasta-формате. Поиск выполнен для близкородственного штамма - Klebsiella pneumoniae MGH 78578 (fig|272620.3.peg.3454)С e-value = 1e-14 был найден белковый прекурсор TolC. Выставим следующие параметры: Region Size (bp) = 25000, Number of Regions = 50, Evalue cutoff for selection of pinned CDSs = 1е-7, Evalue cutoff for coloring CDS sets - 1e-20. Отберем 5 белков (рис.5). Построим их выравнивание.
Рис.5. Карта окрестностей ортологов (подробности в тексте)
Единственно известный белок для секреционной системы I типа - это TolC, он показан красной стрелочкой. Для рода Klebsiella в окрестностях данного гена (как для некоторых других родов) характерно наличие группы генов. Соответственно 2 - АДФ-рибозопирофосфотаза, 3 - предполагаемый цитоплазматический белок, 4 - 3'-5'-циклических нуклеотидов фосфодиэстераза, 5 - субъеденица В топоизомеразы IV, 6 - предполагаемая эстераза, 7 - предполагаемый цитоплазматический белок ygiD (оксидредуктаза), 8 - возможный липопротеин, 9 - глутатионилспермидинсинтаза, 10 - цинковый транспортер ZupT, 11 - предполагаемая арилсульфат сульфотрансфераза, 12 - YgiN - белок, участвующий в метаболизме menadione, 20 - топоизомераза IV субъединица A, 21 - ThiC, белок синтеза тиамина, 23 - глицерол-3-фосфатдегидрогеназа, 24 - оксидредуктаза.
Информация об окружении гена и его ортологов была получена в форме сводной таблицы: table_final.xlsx.
Выводы:
В секреционную систему I типа, помимо TolC, входят еще hlyD (cyaD, хемолизин D), hlyB (cyaB, АТФ-связывающая кассетта, подсемейство В). Однако, в представленной окрестности таких генов обнаружено не было. . Насчет генов, не относящиеся к подсистеме, сложно что-то сказать. Небольшая компания однонаправленных генов 2,4,6,5 задействована в одной подсистеме (CBSS-342610.3). 14, 17 - в биосинтезе сахаридов. В удаленных окрестностях гена ортологичность плохо выражена.
А теперь переделаем картинку все же на окрестность +-15000. Однако, это все равно не помогает.
В этом случае в окружение попадают также (из часто встречающихся): 14 - глутамат-аммоний лигаза аденилтрансфераза, 22 - регулятор ответа двухкомпонентной системы QseB, 13 - ADP-гептозсинтаза, 17 - сенсорная гистидин-киназа QseC, 37 - белок YgiC внутренней мембраны, 25 - периплазматический DsbA-подобный тиол.
База данных STRING
В этой базе данных также можно осуществить поиск гена прекурсора TolC и его окружения. На рис.6 представлена карта соседей прекурсора TolC, а ниже, на рис.7 можно посмотреть разъяснение этой схемы. В частности, с этим геном колокализованы acrA (белок устойчивости к акрифлавину А), acrE (белок устойчивости к акрифлавину Е). Продукты этих генов задействованы вместе с TolC в системе "оттока" различных лекарств для защиты бактерии. А также известные нам по поиску в БД SEED parE (ген субъединицы В IV топоизомеразы), cpdA (3',5'-циклических нуклеотидов фосфодиэстераза), KPK_0674 (фосфатаза АДФ-рибозы - NudF).
Рис. 6 Карта соседей прекурсора TolC.
Рис. 7 Колокализованные белки с TolC.
На рис.8. представлна так называемая карта evidence view, демонстрирующая связь между генами (белками). Здесь мы так же можем наблюдать взаимосвязь TolC с AcrA и AcrE, а также другими, указанными на рисунке 6.
Рис. 8 Карта evidence view