Анализ протеома Humibacter sp. BT305

Для оценки числа белков, содержащих альфа-спирали, были исследованы аннотации раздела FT в записях UniProtKB. Согласно документации UniProt, признак HELIX используется для обозначения альфа-спиральных участков белка, тогда как TRANSMEM отмечает трансмембранные сегменты.Подсчёт проводился на уровне отдельных белковых записей. Для этого использовался Python-скрипт, который считывал данные непосредственно из gzip-файла и фиксировал наличие соответствующих признаков до конца каждой записи (//):

                    import gzip

                    file_path = "UP000320216.swiss.gz"

                    counts = {
                        "total": 0,
                        "helix": 0,
                        "transmem": 0
                    }

                    features = set()

                    with gzip.open(file_path, mode="rt") as file:
                        for line in file:
                            if line.startswith("FT"):
                                parts = line.split()
                                if len(parts) > 1:
                                    features.add(parts[1])

                           if line.startswith("//"):
                                counts["total"] += 1

                                if "HELIX" in features:
                                    counts["helix"] += 1

                                if "TRANSMEM" in features:
                                    counts["transmem"] += 1

                                features.clear()

                    print("total_records =", counts["total"])
                    print("records_with_HELIX =", counts["helix"])
                    print("records_with_TRANSMEM =", counts["transmem"])
                

При запуске скрипта были получены следующие результаты: total_records = 3604, records_with_HELIX = 0, records_with_TRANSMEM = 904.

Полученный результат показывает, что в данном наборе записей отсутствуют явные аннотации с ключом HELIX, но присутствуют 904 записей с ключом TRANSMEM. Это не означает отсутствие альфа-спиралей в белках протеома. Ключ HELIX относится к явной аннотации вторичной структуры и встречается далеко не во всех записях UniProtKB. Ключ TRANSMEM описывает трансмембранные участки и относится к другой категории локальных особенностей.

Трансмембранные сегменты часто представлены альфа-спиралями, однако сам по себе ключ TRANSMEM не равнозначен ключу HELIX. В данном файле для каждого участка TRANSMEM в примечании указан тип трансмембранного сегмента, например спираль или тяж. Поэтому оценку числа белков с трансмембранными альфа-спиралями следует делать не только по наличию ключа TRANSMEM, а с учётом типа участка в примечании к этому признаку. Следовательно, оценка по HELIX в данном случае является заниженной из-за отсутствия явных аннотаций вторичной структуры, а оценка по TRANSMEM описывает отдельный класс локальных особенностей — трансмембранные сегменты.

Для приближённой оценки количества ферментативных белков были использованы два независимых поисковых запроса в UniProtKB.

proteome:UP000320216 AND ec:*

Этот запрос дал 656 результата.

Второй запрос был основан на наличии блока комментария CATALYTIC ACTIVITY:

proteome:UP000320216 AND cc_catalytic_activity:*

Этот запрос дал 552 результатов.

Оба подхода позволяют выявлять белки с ферментативной активностью, однако используют различные типы аннотаций. Поле ec отражает наличие официального классификационного номера фермента, тогда как поле cc_catalytic_activity связано с текстовым описанием катализируемой реакции в разделе комментариев.

Число белков, найденных по EC-номеру, оказалось выше, чем число записей с блоком CATALYTIC ACTIVITY. Такая ситуация объясняется особенностями заполнения базы данных: отдельные белки уже могут иметь присвоенный EC-код, хотя соответствующий комментарий ещё отсутствует или не оформлен в стандартном виде.

Следовательно, обе оценки являются неполными. Запрос по EC-номерам обладает большей чувствительностью и позволяет обнаружить больше потенциальных ферментов, однако также не гарантирует полного охвата всех ферментативных белков. Запрос по разделу CATALYTIC ACTIVITY является более строгим критерием и поэтому даёт более консервативную оценку.

Вывод

Для штамма Humibacter sp. BT305 был найден протеом UP000253982, связанный со сборкой GCA_003347035.1. Этот набор имеет статус exluded, что свидетельствует о его исключении из reference proteome. Для работы был выбран протеом родственного организма Humibacter ginsenosidimutans с ID UP000320216