Трансмембранные белки


Знакомство с базой данных OPM

В базе данных OPM я выбрала трансмембранный β-листовой белок Invasin из внешней мембраны грамотрицательной бактерии - палочки псевдотуберкулеза.
✏ Тип - Трансмембранный белок
✏ Класс - Трансмембранный бета-бочонок
✏ Суперсемейство - Autotransporter
✏ Семейство - Autotransporter-3
✏ Организм с данным белком - Yersinia pseudotuberculosis
✏ Локализация - Наружная мембрана грамотрицательных бактерий
✏ Толщина гидрофобной части белка в мембране - 25.6 Å
✏ Угол наклона - 9°
✏ Топология - субъединица A
✏ Число трансмембранных структур - 12
✏ Среднее количество остатков в одном β-тяже белка -
✏ Число субъединиц - 1 (А)
✏ Uniprot - INVA_YERPS
✏ PDB - 4e1t

Координаты трансмембранных сегментов:
A - Tilt: 9 - TM segments: 1( 150- 157), 2( 166- 175), 3( 183- 191), 4( 197- 206), 5( 211- 220), 6( 229- 238), 7( 241- 249), 8( 270- 277), 9( 287- 292),10( 313- 321),11( 328- 333),12( 343- 351)

По выше представленным данным у гидрофобной части белка толщина 25.6 Å. Между атомами трансмембранной части белка расстояние, которое мне удалось найти, представлено на рисунке ниже (25.5 Å).

DeepTMHMM: Предсказание трансмембранных элементов по последовательности белка

На сервере DeepTMHMM были предсказаны трансмембранные участки.
✏ PDB - Последовательность выданного α-спирального белка MFS55_MYCTA
✏ PDB - Последовательность выбранного β-листового белка INVA_YERPS

✏ PDB - Результат α-спирального белка MFS55_MYCTA Было предсказано 14 трансмембранных участков
✏ PDB - Результат β-листового белка INVA_YERPS Было предсказано 12 трансмембранных участков.

Предсказания трансмембранных участков α-листового

Предсказания трансмембранных участков β-листового

На представленных выше графиках используются следующие цветовые обозначения:
✏ оранжевый - сигнал для периплазматической локализации
✏ зелёный - в периплазме
✏ красный - в мембране
✏ розовый - внутри клетки
✏ голубой - вне клетки
По оси Х - координаты аминокислотных остатков, а по У - вероятность того, что данный остаток принадлежит к определённой топологии.

PPM: Предсказание положения выданного белка в мембране


Для начала предскажем структуру в AlphaFold.

Параметры

Параметры были взяты на основе полученных и описанных выше данных.
✏ Тип - Трансмембранный белок
✏ Название - Неохарактеризованный белок MFS55
✏ Организм с данным белком - Mycobacterium tuberculosis
✏ Локализация - Наружная мембрана грамотрицательных бактерий
✏ Толщина гидрофобной части белка в мембране - 30.5 ± 0.8 Å
✏ Угол наклона - 5° ± 0
✏ Число трансмембранных структур - 5
✏ Uniprot Swissprot ID - MFS55_MYCTA
✏ Предсказанная структура РРМ pdb
✏ Среднее количество остатков в одном β-тяже белка - 20

Координаты трансмембранных сегментов:
A 1( 7- 30), 2( 47- 69), 3( 75- 95), 4( 102- 123), 5( 140- 164), 6( 168- 187), 7( 203- 221), 8( 233- 253), 9( 272- 293),10( 308- 329),11( 334- 355),12( 376- 394),13( 409- 432),14( 473- 492)


Сравнение алгоритмов предсказания трансмембранных спиралей

DeepTMHMM
Предсказанные трансмембранные участки:
1(11 - 30)
2(47 - 65)
3(76 - 96)
4(103 - 123)
5(139 - 163)
6(169 - 187)
7(203 - 220)
8(235 - 252)
9(271 - 294)
10(308 - 328)
11(336 - 353)
12(372 - 392)
13(411 - 431)
14(475 - 493)
PPM
Предсказанные трансмембранные участки:
1(7 - 30)
2(47 - 69)
3(75 - 95)
4(102 - 123)
5(140 - 164)
6(168 - 187)
7(203 - 221)
8(233 - 253)
9(272 - 293)
10(308 - 329)
11(334 - 355)
12(376 - 394)
13(409 - 432)
14(473 - 492)
Проанадизировав полученные трансмембранные участки, можно сказать, что две программы довольно похожи. Было найдено равное количество трансмембранных участков. Структура предсказана хорошо, что можно наблюдать на картинке ниже. Поэтому логично предположить, что это не должно было повлиять на работу программы PPM.

База данных TCDB


MFS55 нет в базе данных TCDB (искала с помощью АС из В UniProt). INVA запись нашлась.
код - 1.B.54.1.2
✏ 1 - каналы
✏ В - β-бочонок
✏ 54 - семейство факторов внешней мембраны
✏ 1.2 - код белка
Далее представлена следующая информация: A, название белка (в нашем случае несколько), длина, молекулярная масса, организм, локализация/топология/ориентация, субстрат.