Практикум 7

Задание 1. Сравнение предсказаний трансмембранных участков в бета-листовом белке

Название: Рецептор поглощения гидроксамата железа (Ferric hydroxamate uptake receptor FhuA)
Индификатор PDB:1qfg
Индификатор Uniprot:FHUA_ECOLI
Организм из которого был взят белок: Escherichia coli
Локализация:Внешняя мембрана грамотрицательных бактерий
Функции: участвует в поглощении железа в комплексе с феррихромом, сидерофором гидроксаматного типа
служит рецептором для фагов T5, φ80 и T1
является рецептором для колицина M (*белок с антибактериальной активностью, убивает другие бактерии того же или близких видов)

Рис.1.Структура белка FHUA_ECOLI с сайта OPM.

Координаты трансмембранных участков белка

A - Tilt: 1 - TM segments: 1(161-170), 2(173-182), 3(191-199), 4(212-221), 5(228-236), 6(280-288), 7(294-303), 8(355-365), 9(372-380), 10(443-453), 11(456-465), 12(487-497), 13(501-509), 14(531-540), 15(545-552), 16(580-589), 17(593-601),18(624-633), 19(641-649), 20(668-676), 21(685-692), 22(716-724)

DeepTMHMM

Для запуска белка в DeepTMHMM была взята его аминокислотная последовательность из Uniprot. Ее можно найти по ссылке:
  • последовательность FHUA_ECOLI
    • Рис.2.Результат запуска программы DeepTMHMM по последовательности белка FHUA_ECOLI. На верхней части схематически нарисовано, как белок располагается относительно мембраны. На нижней части отображена вероятность нахождения белка в бета-листе, в периплазме, снаружи клетки, или того, что белок является частью сигнального участка.
  • Ссылка на предсказанную топологию белка.

    • Все предсказания DeepTMHMM, судя по нижнему графику, имеют высокую вероятность. Если сравнить предсказания OPM и DeepTMHMM, можно заметить, что обе программы предсказали по 22 β-листа (трансмембранных структур), однако, ни один из предсказанных участков не совпадает прслностью. Есть 6 учасков, где предсказанные β-листы и трансмембранные участки перекрываются. Вероятно, это происходит в силу различий в алгоритмах программ или же части листов нужны для выполнения некоторых функций белка(например, рецепторной)

    Задание 2. Сравнение предсказаний трансмембранных участков в альфа-спиральном белке.

    Название: UDP-N-ацетилглюкозамин-долихил-фосфат N-ацетилглюкозаминфосфотрансфераза (UDP-N-acetylglucosamine--dolichyl-phosphate N-acetylglucosaminephosphotransferase)
    Индификатор PDB:6bw6
    Индификатор Uniprot:GPT_HUMAN
    Организм из которого был взят белок: Homo sapiens
    Локализация:Мембрана эндоплазматического ретикулума
    Функции:Катализирует первый этап биосинтеза долихол-связанных олигосахаридов - предшественников гликанов, используемых при N-гликозилировании белков.

    Рис.3.Структура белка GPT_HUMAN с сайта OPM.

    У данного белка 2 субъединицы, но цепь одна, координаты субъединиц A и B на сайте OPM совпадают:

    A - Tilt: 6 - TM segments: 1( 10- 29), 2( 58- 78), 3( 95- 116), 4( 122- 140), 5( 167- 187), 6( 193- 212), 7( 220- 243), 8( 252- 269), 9( 272- 293),10( 380- 397)

    Для запуска белка в DeepTMHMM была взята его аминокислотная последовательность из Uniprot. Ее можно найти по ссылке:

  • последовательность GPT_HUMAN
    • Рис.4.Результат запуска программы DeepTMHMM по последовательности белка GPT_HUMAN. На верхней части схематически нарисовано, как белок располагается относительно мембраны. На нижней части отображена вероятность нахождения белка снаружи и внутри мембраны или непосредственно внутри нее.
  • Ссылка на предсказанную топологию белка.

    • Обе программы предсказали по 10 трасмембранных структур. Координаты одной из них полностью совпадают, остальные незначительно отличаются (разница 1-2 а.к.о.) Такие небольшие различия в координатах структур могут объясняться постепенным переход от гидрофобной к гидрофильной среде, кроме того, белки могут иметь некоторую подвижность в мембране, что также может обосновать нечеткость границ.

    Задание 3. TCDB.

    Первый белок с AC P06971 имеет ТС-код TC #2.A.42.2.1, где
    2 - класс: Транспортеры, управляемые электрохимическим потенциалом
    А - Портеры (унипортеры, симпортеры, антипортеры)
    транспортные системы включены в этот подкласс, если они используют процесс, опосредованный переносчиком, для катализа процессов унипорта (один вид переносится либо путем облегченной диффузии, либо в процессе, зависящем от мембранного потенциала, если растворитель заряжен), антипорта (два или более видов переносятся в противоположных направлениях в тесно связанном процессе, не связанном с прямой формой энергии, отличной от хемиосмотической энергии) и/или симпорта (два или более видов переносятся вместе в одном направлении в тесно связанном процессе, не связанном с прямой формой энергии, отличной от хемиосмотической энергии).
    42 - Семейство гидрокси/ароматических аминокислотных пермеаз (HAAAP)
    Семейство HAAAP включает три хорошо изученные ароматические аминокислоты: H+ симпортные пермеазы E. coli: высокоаффинную триптофан-специфическую пермеазу Mtr, низкоаффинную триптофан-пермеазу TnaB и тирозин-специфическую пермеазу TyrP, а также две хорошо изученные гидрокси-аминокислотные пермеазы - серин-пермеазу SdaC E. coli и треонин-пермеазу TdcC E. coli. Кроме того, в состав белка входит цистеиновая пермеаза CyuP (YhaO). Эти белки содержат 403-443 аминоацильных остатка и имеют одиннадцать предполагаемых или установленных ТМС. Все они участвуют в поглощении аминокислот. Гомологи присутствуют у большого числа грамотрицательных и грамположительных бактерий.
    2 - Суперсемейство SdaC
    Бактериальные транспортеры, связанные с переносом нуклеозидов или нуклеотидов.
    1 - индивидуальнот для данного белка
    Второй белок с АС Q9H3H5 в базе данных TCDB отсутствует.