Практикум 7. UniProt

1. Выбор белка

Бактерия Legionella sainthelensi, изучаемая мной ранее, не имеет проверенных белков в базе UniProt. Однако бактерия Legionella pneumophila из того же рода по запросу в поисковую строку UniProt “Legionella pneumophila” и использованию фильтра Reviewed имеет 1 572 результата. Используя также фильтры Popular organisms — Human, Proteins with — 3D structure и Annotation score — 5, я получила 11 результатов. Мною был выбран белок RAB10 (Ras-related protein Rab-10): P61026.

2. Информация о белке

Ras-связанный белок Rab-10 — малая ГТФаза, выполняющая роль ключевого регулятора внутриклеточного везикулярного транспорта (от формирования мембранных пузырьков до их слияния с мишенями). Белок циклически переключается между неактивной ГДФ-связанной и активной ГТФ-связанной формами, привлекая эффекторные молекулы к мембранам.

Основные функции:

• Транспорт к плазматической мембране. Обеспечивает доставку белков из аппарата Гольджи, включая транспортер глюкозы GLUT4 (регуляция метаболизма) и рецептор TLR4 (врожденный иммунитет).
• Поляризованный транспорт. Направляет мембранные компоненты к базолатеральной мембране в эпителии и к мембране аксона в нейронах (стимулирует аксоногенез).
• Динамика органелл. Контролирует морфологию и слияние трубочек эндоплазматического ретикулума (ЭПР), а также созревание фагосом.
• Регуляция цилиогенеза. Совместно с белками LRRK2, RAB8A и RILPL1 координирует сборку первичных ресничек.

3. Кластеры похожих белков

По результатам поиска в базе UniRef было найдено 3 кластера: UniRef100_P61026, UniRef90_P61026 и UniRef50_P61026. Во всех кластерах были одинаковые значения размеров кластеров (116) и длины последовательности (200). Название также везде одинаковое: Ras-related protein Rab-10.

4. Поисковые запросы

Запрос 1

gene_exact:RAB10 AND reviewed:true

Количество находок: 6

Цель запроса: оценить общую распространенность и степень изученности белка Rab-10 в живой природе; выяснить, встречается ли этот белок у прокариот (учитывая, что в его описании упоминается взаимодействие с бактерией из рода Legionella).

Вывод: белок Rab-10 обнаруживается исключительно у эукариот. Среди бактерий (включая род Legionella) аннотированных белков с таким точным названием нет. Это доказывает, что Rab-10 — чисто эукариотический регулятор транспорта.

Запрос 2

cc_function:"basolateral transport" AND cc_function:"Golgi" NOT gene_exact:RAB10 AND reviewed:true

Количество находок: 8

Цель запроса: найти белки, которые выполняют аналогичную с Rab-10 специализированную работу (направляют транспорт везикул из аппарата Гольджи к базолатеральной мембране), но принадлежат к другим семействам.

Вывод: исключение Rab-10 из поиска выявило только его близкого гомолога — Rab-11. Это доказывает, что полярный транспорт из аппарата Гольджи к базолатеральной мембране контролируется узкоспециализированной и эволюционно консервативной группой ГТФаз (преимущественно Rab-10 и Rab-11). Малое число находок (всего 8) связано с тем, что точная экспериментальная аннотация этой функции пока выполнена только для ограниченного числа модельных организмов.

Запрос 3

gene_exact:RAB10 cc_subcellular_location:"Golgi" NOT taxonomy_id:40674

Количество находок: 14

Цель запроса: проверить, является ли связь белка Rab-10 с аппаратом Гольджи уникальной чертой млекопитающих, полностью исключив их.

Вывод: запрос выдает стабильные находки у других групп эукариот (птицы, насекомые, черви). Это подтверждает, что функциональная связь Rab-10 с мембранами аппарата Гольджи зародилась на ранних этапах эволюции эукариот и принципиально важна для везикулярного транспорта у самых разных таксонов.