Исследование доменной структуры белка NadB_Ecoli

Доменная структура белка NadB_Ecoli по данным Pfam

В БД Pfam было найдено описание доменной организации моего белка. Резудьтат поиска прдеставлен в таблице:

Доменная структура белка NadB_Ecoli по данным Pfam

Cхема из Pfam:
Пояснения к схеме
№	Pfam AC	Pfam ID	Полное название семейства домена	Положение в последовательности белка хххх_Ecoli	Клан
1.	PF00890	FAD_binding_2	ФАД-связывающий домен 2	10-392	Клан NADP_Rossmann (CL0063), содержит 148 сем-ва, у 15-ти неизвестна функция
2.	PF02910	Succ_DH_flav_C	Сукцинат дегидрогеназа-флавопротеин, С-концевой домен; принимает участие в аэробном росте	440-526	нет

Выравнивание-затравка (seed) для N-концевого домена моего белка (PF00890) в формате msf: FAD_binding.msf.

Сравнение описания доменной структуры в Pfam с описанием в других БД

В БД InterPro был проведен поиск доменов моего белка. По результатам поиска были выбраны описания всех подписей (signatures), интегрированных в InterPro, т.е. имеющих InterPro ID. Подпись, которая, на мой взгляд, наиболее отличается от подписей PFAM:

Это подпись из БД PRINTS, ее InterPro ID: IPR013027.
Как видно из картинки, подпись содержит два небольших мотива.
Также InterPro содержит еще одну подпись, которая отличается от подписей PFAM:

БД TIGRFAMs, InterPro ID: IPR005288.
Этот домен является как бы объединением доменов FAD_binding 2 и Succ_DH_flav_C из Pfam.


Сопоставление доменной структуры с 3D структурой моего белка

Из Pfam было получено изображение 3D-структуры белка NadB_Ecoli (1knp.pdb):
Розовым цветом выделен домен Succ_DH_flav_C, зеленым - FAD_binding 2. Структура в шарнирной модели - это лиганд флавинадениндинуклеотид. Домен FAD_binding 2 покрывает практически всю структуру, состоящую из бета-листов и альфа-спиралей. Домен Succ_DH_flav_C занимает 2 полные альфа-спирали и половину 3, и, таким образом, не покрывает структурный домен полностью. Еще одна альфа-спираль не попадает ни под один из доменов Pfam.

Исследование эволюции отдельных доменов

Частота встречаемости домена Succ_DH_flav_C белка NadB_Ecoli в различных организмах

Домен FAD_binding_2 (PF00890)встречается в 1110 видах.
Домен Succ_DH_flav_C (PF02910) встречается в 910 видах. По данным из его таксономического дерева PFAM была заполнена таблица:


Представленность домена PF02910 в организмах разных видов

Таксон		Количество белков с доменом PF02910
Эукариоты	Зеленые растения	43
	Грибы	59
	Животные	106
	Остальные эукариоты	43
Бактерии		2733
Археи		98

Как видно из таблицы домен Succ_DH_flav_C широко представлен как у прокариот, так и у эукариот.


Частота встречемости доменов, представленных в белке NadB_Ecoli, в Escherichia coli K12

Представленность изучаемых доменов в белках Escherichia coli (strain K12)

№	PFAM ID	Количество белков в Escherichia coli (strain K12)
1.	PF00890	4
2	PF02910	3

Количество белков с точно такой же доменной организацией как у NadB_Ecoli: 2 (FRDA_ECOLI и DHSA_ECOLI). Из таблицы видно, что оба домена встречаются в кишечной палочке довольно редко.

Доменные перестройки

Домен PF02910 (FAD_binding_2) встречается в сочетании с разными доменами, причем бывает как на N-, так и на С-конце последовательности.
Q24U83_DESHY:
Q8RPI7_DESHA:
Также он встречается в однодоменных белках:
3O1D_COMTE:
В некоторых белках домен дуплицирован:
C5LJM5_9ALVE:
Как видим, последний домен состоит только из некоторой части изучаемого домена.
Также встречаются белки, в которых последовательность домена имеет разрыв. Пример: C2DYT0_9LACO:

Домен PF00890 (Succ_DH_flav_C) встречается как в многодоменных вариантах, так и в одноменных:
DHSA1_ARATH
Q8ZUX3_PYRAE :
Иногда встречаются дупликации домена:
B8BFH4_ORYSI: