Практикум 7. Трансмембранные белки

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

Цель задания: сравнить результаты предсказаний трансмембранных участков по последовательности (с помощью DeepTMHMM) и по трехмерной структуре (база данных OPM) в β-листовом белке.

Выбрала белок Outer membrane phospholipase A1 (Фосфолипаза внешней мембраны A1) (OMPLA) – гидролитический фермент, катализирующей отщепление (путем гидролиза) ацильной цепи фосфолипида в положении sn-1. Также этот белок необходим для эффективной секреции бактериоцинов (пептидные токсины, продуцируемые бактериями для подавления роста сходного или близкородственного штамма). Функционирует в виде димера.

Организм: Escherichia coli (белок располагается во внешней мембране клетки)

Идентификатор UniProt: P0A921; идентификатор PDB: 1QD5

ex1 — **Рис. 1.** Структура Фосфолипазы внешней мембраны A1. Красной линией показана внешняя сторона внешней мембраны, синией – периплазматическая сторона внешней мембраны

Координаты трансмембранных участков белка, приведенные в OPM: 1(38-43), 2(67-78), 3(86-98), 4(113-122), 5(134-143), 6(156-164), 7(169-177), 8(195-203), 9(206-214), 10(222-232), 11(235-243), 12(258-264)

Далее pапустила DeepTMHMM для последовательности этого белка (последовательность скачала с UniProt).

ex1 — **Рис. 2.** Графический вывод результата работы DeepTMHMM

Предсказанные DeepTMHMM координаты трансмембранных участков: 1(53-63), 2(87-98), 3(108-116), 4(133-142), 5(155-163), 6(176-184), 7(188-199), 8(215-223), 9(225-233), 10(242-249), 11(257-263), 12(279-287)

Выдача DeepTMHMM

Итог: DeepTMHMM предсказал 12 трансмембранных участков (как и OPM), но координаты сдвинуты. Скорее всего это связано с тем, что DeepTMHMM делает предсказание по последовательности белка из UniProt, а OPM предоставляет координаты трансмембранных участков исходя из структры белка (из PDB). В последовательности выбранного белка в начале есть сигнальный пептид, который отсутствует в зрелом белке, поэтому у вывода DeepTMHMM и OPM сдвинуты координаты относительно друг друга.

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

Цель задания: сравнить результаты предсказаний трансмембранных участков по последовательности (с помощью DeepTMHMM) и по трехмерной структуре (база данных OPM) в α-спиральном белке.

Выданный мне белок: NapA Na(+)/H(+) antiporter (антипортер Na(+)/H(+) NapA). Состоит из субъединиц А и В. Для работы выбрала субъединицу А.

Организм: Thermus thermophilus

Идентификатор UniProt: Q5SIA2; идентификатор PDB: 5BZ3

ex1 — **Рис. 3.** Структура антипортера Na(+)/H(+) NapA. Красной линией показана периплазматическая стороны внутренней мембраны, синией – цитоплазматическая сторона внутренней мембраны

Координаты трансмембранных участков белка, приведенные в OPM: 1(6-25), 2(31-45), 3(55-72), 4(83-106), 5(129-137), 6(146-167), 7(178-199), 8(217-233), 9(237-248), 10(260-279), 11(290-314), 12(320-329), 13(354-374)

Далее pапустила DeepTMHMM для последовательности этого белка (последовательность скачала с UniProt).

ex1 — **Рис. 4.** Графический вывод результата работы DeepTMHMM

Предсказанные DeepTMHMM координаты трансмембранных участков: 1(4-24), 2(30-47), 3(55-75), 4(87-107), 5(116-132), 6(148-168), 7(181-202), 8(216-233), 9(235-248), 10(267-276), 11(293-313), 12(324-343), 13(353-371)

Выдача DeepTMHMM

Программа DeepTMHMM предсказала 13 трансмембранных участков, такое же количество участков указано в OMP. Все участки почти совпадают по координатам.