Мембранные белки

Анализ множественного выравнивания

Была дана 3D-структура 4rwa (AC P41143). Это структура дельта-опиоидного рецептора (Delta-type opioid receptor) человека.

Мною была составлена репрезентативную выборка гомологов этого белка с помощью поиска BLAST по отдельным доменам (Bacteria, Archaea, Eukaryotes).

Было выбрано 20 последовательностей из Eukaryotes, так как BLAST в других царствах ничго не нашел.

Множественное выравнивание выбранных гомологичных белков было построено программой Muscle и визуализировано в программе JalView. Исходная последовательность (верхняя строка выравнивания) была проассоциирована со своей 3D-структурой, все выравнивание было окрашено по гидрофобности с порогом консервативности 10%.

Проект

Рис. 1. Струтура исходного белка с раскрасокй по гидрофобности (порог консервативности 10) (слева); n-сторона белка расположена сверху, а p-сторона - снизу; гидрофобные аминокислоты показаны более красным, а гидрофильные - более синим цветом. Предсказание расположения трансмембранных спиралей (красные) в последовательности гомолога по результатам работы программы TMHMM (справа).

Была добавлена строка описания TM_REAL, в которой отображены трансмембранные альфа-спирали исходной последовательности. Затем с помощью программы TMHMM было предсказано расположение трансмембранных альфа-спиралей в последовательности гомолога исходного белка из организма Microtus ochrogaster (нижняя строка выравнивания). По полученным координатам была добавлена строка TM_PREDICTED, отображающая предсказанные трансмембранные спирали. Результаты показаны на рисунках 1 и 2.

Рис. 3. Множественное выравнивание гомологов белка OPRD_HUMAN с раскраской по гидрофобности и порогом консервативности 10%.

Анализируя полученные результаты можно сделать следующие выводы:

Участки относящиеся к трансмембранным спиралям белков OPRD весьма консервативны (Vicugna pacos и Papio anubis имебт на 1 спирать меньше), в них чаще всего встречаются остатки лейцина, валина и изолейцина, что естественно, так как именно эти аминокислоты гидрофобны.
Участки непосредственно между трансмембранными спиралями (повороты) очень даже консервативны.
В трансмембранных спиралях есть консервативные отстатки полярных аминокислот (например, треонина и серина).Скорее всего, их взаимодействия внутри спиралей скомпенсированы, чтобы в целом спирали оставались гидрофобными.
Программа TMHMM не предположила наличие лишних трансмембранных спиралей, но пропустила одну из существующих (2 альфа-спиралы разделены всего 1 аминокислотой, а TMHMM "сшил" их). Предсказанные спирали практически не смещены относительно реальных в ту или иную сторону, но являются более короткими.

Последнее обновление: 10.05.2015