Откроем страницу UniProt с описанием заданного белка P0A7B3. Перейдем по гиперссылке "Complete GO annotation..." на страницу браузера QuickGO EBI. Внимательно рассмотрим открывшуюся таблицу, найдем гиперссылки на странички с описанием терминов. Опишим функцию белка в таблице:
| Онтология GO (название словаря) | Количество разных ассоциированных терминов GO | Функция белка (краткое описание, близкое к тексту определения термина(ов) GO |
|
|---|---|---|---|
| Где? | Cellular Component |
1 | Находится в цитоплазме. |
| Зачем, для чего? | Biological Process | 2 | Метаболические процессы - химические реакции и пути, включая катаболизм и анаболиз, преобразования химических веществ в организме. Метаболические процессы обычно это преобразование маленьких молекул, но также это может быть макромолекулярные процессы, такие как репарации ДНК, репликации, синтеза белка и деградации. Следует обратить внимание, что метаболические процессы не включают отдельные функции и процессы, такие как белок-белковые, белково-нуклеиновых кислотные, рецептор-лигандовые взаимодействия. Процесс биосинтеза NADP - химические реакции и пути, приводящие к образованию никотинамида-аденин динуклеотид фосфат, кофермент, участвующий во многих окислительно-восстановительных и биосинтетических реакций; Его биосинтез может быть как в окисленной форме, NADP, так и в восстановленной форме, NADPH. |
| Молекулярный механизм? | Molecular Function | 3 | NAD+ киназная активность - катализирует реакцию: ATP + NAD+ = ADP + NADP+. Трансферазная активность - катализирует передачи групп, например: метильных групп, гликозил групп, ацил групп, фосфор-и азотсодержащих, или других групп, от одного соединения (как правило, рассматривается в качестве донора) другому соединению (как правило, рассматривается в качестве акцептора). Трансфераза - систематическое имя для любой фермент ЕС класса 2. Киназная активность - катализирует передачу фосфатной группы, как правило, от АТФ, к молекуле субстрата. |
| Специфичность? | Molecular Function | 3 | Связывание иона металла - взаимодействие выборочное, нековалентное с любым ионом металла. Связывание нуклеотидов - взаимодействие выборочное, нековалентное с нуклеотидами ( любое соединение, состоящее из нуклеозидов, которые сэтерифицированным (орто) фосфатом или олигофосфатом в любой гидроксильной группой по рибозному или дезоксирибозному фрагменту). Связывание с АТФ - взаимодействие выборочнео и нековалентное с АТФ (аденозин-5'-трифосфатом - универсальный и важный регулятор ферментов и коферментов). |
Выберем 3 наиболее содержатальных, на наш взгляд, термина GO, ассоциированных с изучаемым белком, по одному термину из каждого словаря GO. Проведе поиск описаний выбранных терминов на главном сайте консорциума Gene Ontology. Данные, полученные в результате анализа, оформим в виде таблицы (см. ниже).
Прикрепите к отчету три файла с изображением графа родительских, дочерних терминов и терминов-сибсов.
| GO ID выбранного термина | Список синонимов | Список ближайших родительских терминов GO с указанием типа связи | Список ближайших дочерних терминов GO с указанием типа связи |
|---|---|---|---|
| GO:0008152 Метаболический процесс. | 1. метаболизм, приводящий к росту клетки 2.метаболизм 3. метаболические процессы, приводящие к клеточному росту |
GO:0008150 биологический процесс (is a)Скачать граф |
1. GO:0043170 процессы метаболизма макромолекул (is a); |
| GO:0016740 Трансферазная активность. | Нет. |
GO:0003824 каталитическая активность (is a. Его родительский термин GO:0003674 молекулярная функция) Скачать граф |
1. GO:0008665 : 2'-фосфотрансферазная активность (is a); 2. GO:0008414 : CDP-алкоголь фосфотрансферазная активность (is a); 3. GO:0008820 : кобинамид фосфат гуанилинтрансферазная активность (is a); 4. GO:0042123 : гликанозилтрансферазная активность (is a); 5. GO:0043842 : Kdo трансферазная активность (is a); 6. GO:0000031 : моносульфофосфат трансферазная активность (is a); 7. GO:0051075 : S-аденозилметионин:тРНК рибонозилтрансферазная-изомеразная активность (is a); 8. GO:0016746 : трансферазная активность, перенос ацильных групп (is a); 9. GO:0016744 : трансферазная активность, перенос альдегидных и кетонных групп (is a); 10. GO:0016765 : трансферазная активность, перенос алкильных и арильных групп (is a); 11. GO:0016757 : трансферазная активность, перенос гликозильных групп (is a); 12. GO:0016769 : трансферазная активность, перенос нитро- групп (is a); 13. GO:0016741 : трансферазная активность, перенос групп, содержащих один углерод (is a); 14. GO:0016772 : трансферазная активность, перенос фосфорсодержащих групп (is a); 15. GO:0016785 : трансферазная активность, перенос селенсодержащих групп (is a); 16. GO:0016782 : трансферазная активность, перенос серосодержащих групп (is a). |
| GO:0046872 Связывание иона металла. | 1. Связывание тяжелого металла 2. Металлсвязывание |
GO:0043169 связывание катиона (is a.) Из GO:0043167 (связывание иона)=> GO:0005488 (связывание) => GO:0003674 (молекулярная функция) Скачать граф |
1. GO:0031420 : связывание ионов щелочных металлов (is a); 2. GO:0005509 : связывание ионов кальция(is a); 3. GO:0032791 : связывание ионов свинца(is a); 4. GO:0000287 : связывание ионов магния (is a); 5. GO:0046911 : металл-хелативная активность (is a); 6. GO:0046914 : трансионное связывание ионов металлов (is a). |
На сайте NCBI в "Taxonomy" определим ранг таксона и его идентификатор (NCBI_TaxID):
таксон: Triticum L.; русское название: Пшеница; английское название: Triticum; латинское название: Triticum; ранг: genus (род); NCBI_TaxID: 4564.
Изучим, как в SRS проиндексировано поле ProteinExistence БД UniProt.
Это поле может принимать 5 значений:
1: evidence at protein level (cуществование белка доказано экспериментально); 2: evidence at transcript level (известны только соответствующие транскрипты); 3: inferred from homology (гипотетический белок, предсказанный по гомологии); 4: predicted (иные предсказанные гипотетические белки); 5: uncertain (существование белка не доказано).
Теперь проведем поиск белков из заданного таксона с разной аннотацией по этому полю. Чтобы учесть возможность повторения одной и той же последовательности, каждый раз будем проверять, скольким записям в UNIREF100 соответствует данная выборка (для чего используем опцию Link в окне SRS с находками).
| Количество в UniProt | |
|---|---|
| Существование белка доказано экспериментально | 155 |
| Известны только соответствующие транскрипты | 2397 |
| Гипотетический белок, предсказан по гомологии | 596 |
| Иные предсказанные гипотетические белки | 2766 |
На данном примере видно,что данные из UniRef100 не всегда уменьшают количество белков, а иногда и увеличивают, что может объясняться поиском по АС номерам, а в UniProt нескольким АС может соответствовать одна последовательность. Наибольшее количество белков обнаружено через гипотетические белки (предсказанные иными методами), на втором месте транскрипты, на третьем предсказания, связанные с гомологией. Вообще, можно сделать очевидный вывод, что эксперементальные данные очень отстают от теоритических предсказаний.
Определим с помощью одного запроса к SRS*, сколько из реальных (см. выше) белков таксона Triticum аннотированы по всем трем словарям GO и у которых встречается хотя бы один раз хотя бы один из кодов экспериментального доказательства функции (см. Guide to GO Evidence Codes).
Кодов экспериментального доказательства функции существует всего 6:
1. Inferred from Experiment (EXP) (из эксперимента); 2. Inferred from Direct Assay (IDA) (из прямого анализа); 3. Inferred from Physical Interaction (IPI) (из физического взаимодействия); 4. Inferred from Mutant Phenotype (IMP) (из мутантного фенотипа); 5. Inferred from Genetic Interaction (IGI) (из генетического взаимодействия); 6. Inferred from Expression Pattern (IEP) (из модели экспрессии).
Был выполнен запрос:
(([uniprot-Taxonomy:Triticum*] & [uniprot-ProteinExistence:1:*]) & ((((([uniprot-DBxref_:EXP:*] | [uniprot-DBxref_:IDA:*]) |
[uniprot-DBxref_:IPI:*]) | [uniprot-DBxref_:IMP:*]) | [uniprot-DBxref_:IGI:*]) | [uniprot-DBxref_:IEP:*]))
В результате были найдены 4 белка:
HS16B_WHEAT, IAA2_WHEAT, RAF1A_WHEAT, RAF1B_WHEAT.Из этого можно сделать вывод о том, что большинство белков баз данных имеют неполное описание, неизученную до конца и не подтвержденную экспериментально функцию, а в некоторых случаях не подтвержденно и их существование.
Нам задан таксон Triticum и биологическая функция Фосфорилирование (Phosphorylation) . Проведем поиск
среди всех терминов GO на сайте консорциума Gene Ontology.
Самый подходящий идентификатор GO: GO:0016310, он относится к словарю biological process . Затем проведем поиск в БД UniProt всех белков из заданного таксона с таким
идентификатором GO:
([uniprot-Taxonomy:Triticum*] & [uniprot-DBxref_:GO:0016310*])
Была найдена 1 находка - Q7XYB5_WHEAT.
Дан файл - в нем список белков, полученный в результате массового эксперимента. Список включает и заданный белок. Необходимо определить – белки с какими функциями доминируют в этом списке для этого используем для этого программу GOstat.
В результате был получен список терминов GO в порядке возрастания вероятности того, что частота термина близка к его частоте в случайной выборке терминов (P-value > 0.01 не доверяем). Рассмотрим их (больше e-4 не указываем):
GO:0016301 0 GO:0005886 0 GO:0005515 0 GO:0016773 0 GO:0015291 6.16e-78 GO:0016772 1.44e-68 GO:0005351 1.21e-42 GO:0009401 4.26e-42 GO:0051119 1.32e-41 GO:0007165 1.82e-40 GO:0015144 2.42e-39 GO:0015293 4.96e-39 GO:0016740 1.02e-38 GO:0008643 8.88e-38 GO:0007154 3.71e-34 GO:0008982 1.56e-29 GO:0022804 2.02e-26 GO:0044262 5.56e-25 GO:0019200 2.09e-22 GO:0044464 4.16e-20 GO:0005624 2.23e-17 GO:0000267 3.63e-17 GO:0016775 4.62e-17 GO:0005975 1.27e-15 GO:0018106 9.98e-15 GO:0018193 9.98e-15 GO:0018202 1.06e-14 GO:0043226 1.29e-14 GO:0043229 1.29e-14 GO:0000160 2.08e-14 GO:0004672 4.56e-14 GO:0043231 6.64e-14 GO:0006066 7.51e-14 GO:0016021 1.74e-13 GO:0043227 1.74e-13 GO:0031224 2.21e-13 GO:0004673 2.52e-13 GO:0000155 5.25e-13 GO:0044425 9.47e-13 GO:0006468 3.29e-12 GO:0044444 3.88e-11 GO:0005996 4.21e-11 GO:0030554 1.42e-10 GO:0005524 1.81e-10 GO:0032559 2.13e-10 GO:0016020 7.53e-10 GO:0042597 1.69e-09 GO:0006810 6.24e-09 GO:0051234 3.81e-08 GO:0051179 4.77e-08 GO:0016774 4.87e-08 GO:0044422 1.04e-07 GO:0044446 1.05e-07 GO:0006807 1.12e-07 GO:0022892 1.68e-07 GO:0006082 2.2e-07 GO:0016491 3.04e-07 GO:0016310 3.17e-07 GO:0000287 3.77e-07 GO:0017076 3.77e-07 GO:0043687 5.26e-07 GO:0006796 5.6e-07 GO:0006793 5.69e-07 GO:0043213 6.1e-07 GO:0033692 6.24e-07 GO:0032555 7.35e-07 GO:0032553 7.35e-07 GO:0009103 2.35e-06 GO:0008653 2.35e-06 GO:0000166 2.73e-06 GO:0008652 3.09e-06 GO:0022891 3.81e-06 GO:0000271 4.45e-06 GO:0008965 6.28e-06 GO:0009308 7.31e-06 GO:0019752 9.88e-06 GO:0009309 1.17e-05 GO:0022857 1.17e-05 GO:0006091 1.18e-05 GO:0044271 1.23e-05 GO:0044264 1.23e-05 GO:0046656 1.36e-05 GO:0046655 1.36e-05 GO:0019318 1.55e-05 GO:0006118 2.43e-05 GO:0005976 2.43e-05 GO:0006464 2.9e-05 GO:0030313 3.8e-05 GO:0044462 3.86e-05 GO:0030312 4.31e-05 GO:0009066 4.46e-05 GO:0019299 4.6e-05 GO:0009067 6.13e-05 GO:0019205 6.23e-05 GO:0031090 6.64e-05
Доверяем тем GO, которые мы выделили (после них идет скачок P-value). Опишем их:
GO:0016301 - киназная активность. Онтология : molecular function; GO:0005886 - плазматическая мембрана. Онтология : cellular component; GO:0005515 - связывание белков. Онтология : molecular function; GO:0016773 - фосфотрансферазная активность, спиртовая группа как акцептор. Онтология : molecular function; GO:0015291 - вторичная трансмембранная активность. Онтология : molecular function; GO:0016772 - трансферазная активность, перенос фосфор-содержащих групп. Онтология : molecular function.
Мой белок P0A7B3 был найден только в 6 GO-терминах (GO:0003951 (NAD+ киназная активность), GO:0005737 (цитоплазма), GO:0008152 (метаболический процесс), GO:0016301 (киназная активность), GO:0016740 (трансферазная активность), GO:0046872 (связывание иона металла)). Но в описанных выше он встречается только в одном (выделен).
