Практикум 7. Трансмембранные белки

Сравнение предсказаний трансмембранных участков в бета-листовом белке

Для работы в рамках данного практикума был выбран белок Phenol degradation pathway involved protein. Ниже приведены его характеристики на основе данных из OPM:

• Type: Transmembrane.
• Class: Beta-barrel transmembrane.
• Superfamily: Porin/alpha-amylase family.
• Family: Porin/alpha-amylase.
• Protein: Phenol degradation pathway involved protein.
• Species: Pseudomonas putida.
• Localization: Bacterial Gram-negative outer membrane.
• Uniprot ID: A5W3Z9_PSEP1.
• PDB ID: 4rl8.

Здесь приведена функция данного белка: Protein involved in meta-pathway of phenol degradation-like protein

С помощью программы DeepTMHMM были предсказаны трансмембранные участки у этого белка (на вход программе подавалась последовательность белка в fasta-формате из соответствующей записи в Uniprot). Ниже приведено изображение выдачи программы (с текстовой выдачей можно ознакомиться здесь):

Ниже представлена таблица со сравнением выдачи трансмембранных участков с сайта OPM и программой DeepTMHMM:

Из результатов в таблице видно, что в обоих случаях трансмембранных участков 12 штук, однако, кажется, что результаты предсказаний не совпадают. Стоит отметить, что первые 20 аминокислот - сигнальный участок, также можно заметить, что если прибавить 20 остатков к границам участков OPM, то перекрытия будут гораздо лучше. Поэтому было решено вырезать первые 20 АК из последовательности fasta, и снова запустить DeepTMHMM. Ниже представлено новое сравнение с изображением DeepTMHMM (и ссылка на файл):

Теперь результаты предсказаний совпадают хорошо, 12 участков и все перекрываются, границы выходят в среднем на 5 аминокислот. Однако все равно программа DeepTMHMM делает странности: первые 10 аминокислот она определяет как сигнальную последовательность, что написано в текстовой выдаче, хотя истинная сигнальная последовательность была удалена).

Сравнение предсказаний трансмембранных участков в альфа-спиральном белке

Для выполнения данного задания мне был выдан белок Fluoride ion transporter CrcB, structure 2 (он же Белок CrcB — транспортер фторид-ионов (структурный вариант 2)). Ниже приведены его характеристики на основе данных из OPM:

• Type: Transmembrane.
• Class: Alpha-helical polytopic.
• Superfamily: Fluoride exporter.
• Family: Fluoride exporter.
• Protein: Fluoride ion transporter CrcB, structure 2.
• Species: Bordetella pertussis.
• Localization: Bacterial Gram-negative inner membrane.
• Uniprot ID: CRCB_BORPE.
• PDB ID: 6bqo.

Ниже приведены функции данного белка:

• Fluoride-specific ion channel
• Important for reducing fluoride concentration in the cell, thus reducing its toxicity (By similarity)
• Is highly specific for fluoride ions and cannot transport chloride ions

С помощью программы DeepTMHMM были предсказаны трансмембранные участки у этого белка (на вход программе подавалась последовательность белка в fasta-формате из соответствующей записи в Uniprot). Ниже приведено изображение выдачи программы (с текстовой выдачей можно ознакомиться здесь):

Ниже представлена таблица со сравнением выдачи трансмембранных участков с сайта OPM и программой DeepTMHMM:

Примечение: в OPM 3 трансмембранный участок разбит на 3A и 3B, потому что они работают как единый функциональный домен, но с внутренней структурной границей.

При сравнении результатов можно сделать вывод, что предсказания очень удачно совпадают, отличие границ незначительно. Плюс замечательно, что DeepTMHMM не предсказал сигнальный участок, как это было в прошлом задании.