Мембранные белки

Предсказание топологии мембранного белка — АДФ/АТФ транслоказы 2

	Красным цветом отмечены трансмембранные участки
	Синим цветом отмечены внутренние петли
	Желтым цветом отмечены внешние петли
	Зеленым цветом отмечены остатки K, R для использования правила von Hejne
+	Символом "+" в TMHMM отмечены внешние петли
-	Символом "-" в TMHMM отмечены внутренние петли
H	Символом "H" в TMHMM и ОРМ отмечены трансмембранные участки

Топология белка ADT2_BOVIN		По профилю гидрофобности	TMHMM
Всего предсказано (N)		113	46
Из них
	А. По данным ОРМ находятся внутри мембраны	104	43
	В. Из них - "торчащие" из мембраны остатки на концах спиралей*	9	3
	С. Вообще не имеют никакого отношения к трансмембранным спиралям	0	0
D. Число непредсказанных остатков, которые по данным ОРМ находятся в мембране.		23	98
Точность предсказания, A/N		92,04%	93,48%
Сверхпредсказание, C/N		0,00%	0,00%
Недопредсказание, D/(L-N), где L-длина последовательности		12,50%	39,04%

^*"Торчащие" из мембраны, то есть входящие в состав трансмембранной спирали, но не находящиеся непосредственно в ее трансмембранном участке определялись по данным из pdb-файла для прототипа — 1oks.pdb Так как прототип из того же организма, и процент сопвадения очень высок, можно считать, что элементы вторичной структуры данного белка соответствуют элементам вторичной структуры прототипа.

Обсуждение:

• Предсказание топологии почти вручную
  Сначала с помощью программы pepwindow получаем средние значения гидрофобности, далее с помощью программы MS EXEl пакета Microsoft Office строим график. График приводится, так же доступен для скачивания в формате .xls
  
  К сожалению, ни один пик не "дотянул" до планки в 1.8. Как видно, в данном профиле присутствуют 6 областей гидрофобности, из них я не учел вторую (примерно между 50-м и 100-м остатками), так как область отличалась очень низким значением гидрофобности, большой протяженностью (50 вместо рекомендованых 19). В соответствии с этой же рекомендацией выбирались границы трансмембранных сегментов: аминокислота с пиковым уровнем гидрофобности (локальный максимум) принималась за "середину" трансмембранного участка, в каждую сторону от нее бралось по 9 остатков.В случае перекрывания брались рядом расположенные пики, таким образом, некоторые сегменты получились длиннее 19 остатков. Таблица взятых точек:

  Участок	Позиции
  1	12, 20
  2
  3	121, 126
  4	184, 187
  5	218
  6	278, 281

• Предсказание топологии с помощью наиболее популярной программы
  Программа TMHMM выдала следующее предсказание:

  # Sequence Length: 297
  # Sequence Number of predicted TMHs:  2
  # Sequence Exp number of AAs in TMHs: 72.20862
  # Sequence Exp number, first 60 AAs:  0.77796
  # Sequence Total prob of N-in:        0.32865
  Sequence	TMHMM2.0	inside	     1   110
  Sequence	TMHMM2.0	TMhelix	   111   133
  Sequence	TMHMM2.0	outside	   134   207
  Sequence	TMHMM2.0	TMhelix	   208   230
  Sequence	TMHMM2.0	inside	   231   297
  

  
  
  Тонкие горизонтальные кривые на графике — вероятности того, что данная область внутри-/внеклеточная/трансмембранная. Толстые горизонтальные прямые — вывод программы о них. Не очень понятно, почему программа противоречит сама себе. Да и вообще, она сработала ненадежно: она обнаружила все 6 участков, возможно расположенных в мембране, но мембранными признала только два (два высоких пика с толстой красной чертой над ними).
• По данным OPM, все 6 участков, обнаруженных pepwindow (5, которые были учтены сразу, и шестой между 50-м и сотым остатками, который был вычеркнут), и, соотвественно, оба участка, признанных TMHMM, а так же 4 найденных, но не признанных, входят в состав единственного трансмембранного домена. Данные по предсказаниям и ошибкам доступны в файле в формате .xls

---

© Галкин Иван, 2006