Jolos, Proteomes

Практикум 8

Выбор протеомов

Рассматриваемая бактерия - Tenacibaculum finnmarkense. С помощью расширенного поиска по базе Proteomes (organism_id:2781243) было получено 2 результата. Я решила рассмотреть протеом, который не является избыточным (UP000234556).

Протеом Tenacibaculum piscium (UP000234211) является референсным. BUSCO этих протеомов отличается незначительно: C:97.7% у UP000234556 и C:98.2% у UP000234211. Но CPD: Close to standard и Outlier соответственно. Поэтому я решила, что для изучения лучше подходит нереференсный протеом (UP000234556), общее количество белков: 2,506.

Большинство видов Tenacibaculum считаются непатогенными, в отличие от Tenacibaculum finnmarkense, поэтому в качестве контроля я решила найти протеом ее близкого непатогенного родственника. Выбранная бактерия - Tenacibaculum todarodis, протеом является референсным (CPD - Standard, BUSCO - C:99.5%)
Идентификатор протеома: UP000181898
Общее количество белков: 2,636

Команды для скачивания протеомов:

wget 'https://rest.uniprot.org/uniprotkb/stream?compressed=true&format=txt&query=(proteome:UP000234556) ' -O ~/term2/pr8/UP000234556.swiss.gz
wget 'https://rest.uniprot.org/uniprotkb/stream?compressed=true&format=txt&query=(proteome: UP000181898) ' -O ~/term2/pr8/UP000181898.swiss.gz

Сравнение протеомов по представленности определенных групп белков

Результаты первых двух сравнений были получены с помощью поисковых запросов к UniProtKB, однако для последнего были использованы команды bash, что описано ниже.

1. Доля трансмембранных белков

(proteome:UP000234556) AND (ft_transmem:*)
T. finnmarkense: 447 (17,84%)
(proteome: UP000181898) AND (ft_transmem:*)
T. todarodis: 517 (19,61%)
Можно сказать, что доля трансмембранных белков у рассматриваемых бактерий почти одинакова.

2. Доля ферментов:

(proteome: UP000234556) AND (ec:*)
T. finnmarkense: 590 (25,54%)
(proteome: UP000181898) AND (ec:*)
T. todarodis:483 (18,32%)
У патогенной бактерии доля ферментов больше, хотя достаточно незначительно. Возможно, для развития тенацибакулеза T. finnmarkense необходимы специфические дополнительные ферменты.

3. Доля белков, входящих в состав системы секреции IX типа (T9SS).

В мини-обзоре генома бактерии Tenacibaculum finnmarkense было описано, что самый длинный экспрессируемый ею белок - T9SS type B sorting domain-containing protein. Этот белок является компонентом системы секреции IX типа (T9SS), которая представляет собой мультибелковый механизм, ответственный за секрецию различных белков через наружную мембрану. По некоторым данным ^[1], эта система секреции принимает участие в патогенезе различных бактериальных инфекций. Например, это было доказано для бактерий Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola и Tannerella forsythia, обнаруживаемых при тяжелом пародонтите.^[2] Я решила узнать есть ли возможность, что T9SS участвует в развитии тенацибакулеза у рыб, возбудителем которого является Tenacibaculum finnmarkense.

Для того чтобы посмотреть есть ли информация о белках этой системы в протеоме T. finnmarkense я использовала команду bash:
zgrep T9SS UP000234556.swiss.gz

Упоминание этой системы встречается только в строках DR, поэтому использовать расширенный поиск в UniProtKB было неудобно.

Чтобы посчитать количество таких белков у T. finnmarkense и T. todarodis я использовала команды:
zgrep T9SS UP000234556.swiss.gz | wc -l
zgrep T9SS UP000181898.swiss.gz| wc -l соответственно

Результат:
23 белка (0,92%) у T. finnmarkense
19 белков (0,72%) у T. todarodis
Отличие незначительно, тем более белки системы секреции T9SS встречаются у бактерии Tenacibaculum todarodis, которая считается непатогенной. Следовательно, скорее всего, эта система не участвует в развитии тенацибакулеза, а выполняет другие функции, например играет роль в усвоении металлов, деградации углеводов и скользящей подвижности (что упоминается в статье ^[1]).

Сравнение протеомов по ...

В предыдущем практикуме рассматривался белок кинурениназа бактерии Tenacibaculum finnmarkense, который использует пиридоксальфосфат в качестве кофактора. Я решила сравнить протеомы T. finnmarkense и T. todarodis по количеству белков, которые связываются с пиридоксальфосфатом (содержат ligand="pyridoxal 5'-phosphate" в таблице локальных особенностей (FT)).

Результат был получен с помощью скрипта на python:
6 белков у T. finnmarkense
5 белков у T. todarodis
Следовательно, у обеих бактерий количество связывающихся с пиридоксальфосфатом белков очень мало: даже меньше, чем белков системы секреции IX типа (T9SS).

Литература

1. Paillat M. et al. A journey with type IX secretion system effectors: selection, transport, processing and activities //Microbiology. – 2023. – Т. 169. – No. 4. – С. 001320. effectors.Paillat, Silva,Cascales.2023/mic.0. 001320.
2. Veith P. D. et al. The type IX secretion system and its role in bacterial function and pathogenesis //Journal of Dental Research. – 2022. – Т. 101. – №. 4. – С. 374-383.