Протокол по Uniprot

Uniprot — база данных последовательностей белков. Она делится на два сегмента. Первый - это SwissProt, куда включены последовательности белков, для которых аннотация была сделана экспертом. Второй - TrEMBL - содержит последовательности, полученные с помощью компьютерной трансляции. Аннотация TrEMBL создаётся автоматически, и последовательностей в TrEMBL во много раз больше, чем в SwissProt.

С помощью ID Mapping идентификатор Refseq заданного белка был переведен в код доступа в Uniprot. Идентификатор в банке Uniprot — Q9YEQ6_AERPE.

Ортологи — белки общего происхождения из геномов представителей, например, одного рода, которые появляются в процессе видообразования. Необходимо найти два таких организмов рода Aeropyrum. Это гипертермофильные археи.

Поисковой запрос был таким:

go:"RNA binding" AND taxonomy:Aeropyrum NOT taxonomy:pernix

Поиск происходит по одному имеющему белку A.pernix — hypothetical protein (Q9YEQ6_AERPE). Поскольку название белка не связано с функцией (оно говорит лишь о том, что существование белка теоретическое, то есть предсказано по гену), поиск идет по полю Gene Ontology (GO): RNA binding [связывание РНК].

Uniprot выдал записи белков с такой функцией только еще одного вида — A.camini (отсюда берем белок с ID U3T8L7_9CREN), и они все из TrEMBL. Чтобы найти еще один похожий белок в другом (но близком) таксоне, я воспользовалась сервисом Blastp, который нашел гомологов первой последовательности. Из них мы возьмем белок Pyrolobus fumarii c ID G0EEX4_PYRF1. Это архея другого рода, но того же порядка Desulfurococcaceales.

Для каждого из трех белков был скачан файл со всей информацией о них:

Aeropyrum pernix

Aeropyrum camini

Pyrolobus fumarii

Эти данные структурированы в таблице 1.

Таблица 1. Сравнение белков трех ортологов.

	Метка поля	Содержание
		Гипотетический белок Aeropyrum pernix	Гипотетический белок Aeropyrum camini	Содержащий домен PUA белок Pyrolobus fumarii
Идентификатор записи	ID	Q9YEQ6_AERPE	U3T8L7_9CREN	G0EEX4_PYRF1
Код доступа первый ("Accession number")	AC	Q9YEQ6	U3T8L7	G0EEX4
Код(ы) доступа остальные	AC	нет	Нет	нет
Дата создания документа	DT	01-NOV-1999	11-DEC-2013	19-OCT-2011
Дата последнего исправления аннотации	DT	16-OCT-2013	16-APR-2014	16-OCT-2013
Название (краткое описание) белка	DE	Unchacterized protein	Predicted RNA-binding protein	PUA domain containing protein
Название организма	OS	Aeropyrum pernix (stin ATCC 700893 / DSM 11879 / JCM 9820 / NBRC 100138 / K1).	Aeropyrum camini SY1 = JCM 12091	Pyrolobus fumarii (strain DSM 11204 / 1A)
Таксономия	OC	Archaea; Crenarchaeota; Thermoprotei; Desulfurococcales; Desulfurococcacea; Aeropyrum.	Archaea; Crenarchaeota; Thermoprotei; Desulfurococcales; Desulfurococcaceae; Aeropyrum.	Archaea; Crenarchaeota; Thermoprotei; Desulfurococcales; Pyrodictiaceae; Pyrolobus.
Название локуса гена	GN	APE_0525.1	ACAM_0403	Pyrfu_0216
Номер публикции	RX	PubMed=10382966; DOI=10.1093/dnares/6.2.83	PubMed=23872576; DOI=10.1128/AEM.01089-13	PubMed=21886865
Автор(-ы) публикации	RA	Kawabayasi Y., Hino Y., Horikawa H., Yamazaki S., Haikawa Y., Jin-no K., Takahashi M., Sekine M., Baba S., Ankai A., Kosugi H., Hosoyama A., Fukui S., Nagai Y., Nishijima K., Nakazawa H., Takamiya M., Masuda S., Funahashi T., Tanaka T., Kudoh Y.,Yamazaki J., Kushida N., Oguchi A., Aoki K., Kubota K., Nakamu Y., Nomu N., Sako Y., Kikuchi H.;	Daifuku T., Yoshida T., Kitamura T., Kawaichi S., Inoue T., Nomura K., Yoshida Y., Kuno S., Sako Y.;	Anderson I., Goker M., Nolan M., Lucas S., Hammon N., Deshpande S., Cheng J.F., Tapia R., Han C., Goodwin L., Pitluck S., Huntemann M., Liolios K., Ivanova N., Pagani I., Mavromatis K., Ovchinikova G., Pati A., Chen A., Palaniappan K., Land M., Hauser L., Brambilla E.M., Huber H., Yasawong M., Rohde M., Spring S., Abt B., Sikorski J., Wirth R., Detter J.C., Woyke T., Bristow J., Eisen J.A., Markowitz V., Hugenholtz P., Kyrpides N.C., Klenk H.P., Lapidus A.;
Название публикации	RT	1) "Complete genome sequence of an aerobic hyper-thermophilic crenarchaeon, Aeropyrum pernix K1."; 2) "The structure of gene product APE0525 from Aeropyrum pernix."; 3) "Crystal structure of a PUA domain (APE0525) from the Aeropyrum pernix K1 (sulfate complex)."; 4) "Crystal structure of a PUA domain (APE0525) from the Aeropyrum pernix K1 (tartrate complex).";	"Variation of the Virus-Related Elements within Syntenic Genomes of the Hyperthermophilic Archaeon Aeropyrum."	"Complete genome sequence of the hyperthermophilic chemolithoautotroph Pyrolobus fumarii type strain (1A).
Журнал	RL	DNA Res. 6:83-101(1999).	Appl. Environ. Microbiol. 79:5891-5898(2013)	Stand. Genomic Sci. 4:381-392(2011)
Чем обосновано существование белка	PE	Evidence at protein level	Predicted	Predicted
Ссылка (-и) на базу 3D структур PDB	DR	2ZX7, 2CX0, 2CX1	нет	нет
Реакция, катализируемая ферментом	CC: CATALYTIC ACTIVITY	нет	нет	нет
Расположение фермента внутри клетки	CC: SUBCELLULAR LOCATION	нет	нет	нет

Как видно по таблице, о белках известно нет так уж и много. Нет трехмерных PDB-структур у двух ортологов. Судя по всему, названия (Description) белков практически синонимичны: функция и домен у них одинаковые.

Ответы на вопросы из списка.

Предложите мутацию, которая, на Ваш взгляд, сильно повлияет на активность белка.

Активность белка в лице способности связывать РНК обеспечивает домен PUA. Он есть во всех трех белках. Можно поменять несколько аминокислот в нем (см. рисунок 1)

Какие ионы связываются с белком?

Для последовательности есть несколько структур в PDB. Самая богатая ионами — 2SZ7. Там есть 5 фосфат-ионов и один ион калия. Сайты связывания — это, в основном, кислород в карбониле и амидная группа (см. рисунок 2).

Укажите аминокислотный остаток (русское название, трехбуквенный код, номер в цепи), который модифицируется в белке после его трансляции, и охарактеризуйте эту модификацию.

← Назад к второму семестру