Мембранные белки

База данных OPM

Выданный мне белок с PDB ID 4u9n - это транспортер ионов магния (MgtE) из бактерии Thermus thermophilus. Толщина гидрофобной части мембраны - 31.8 ± 0.8 A; среднее количество остатков в трансмембранной части белка – 23.4; находится во внутренней мембране грам-отрицательной бактерии.
Изображение его трехмерной структуры представлено на рисунке 1.

Изображение трехменой структуры белка 4u9n

Рис. 1. Трехмерная структура транспортера ионов магния (MgtE) из бактерии Thermus thermophilus (PDB ID 4u9n). Линией из красных шариков показана внешняя поверхность мембраны, из синих - внутренняя. Изображение из БД OPM.

Затем с помощью поиска по уровням классификации я выбрала белок, в трансмембранной части которого находятся β-листы, - это бактериальный канал секреции амилоида (CsgG) с PDB ID 4q79. Толщина гидрофобной части мембраны - 25.6 ± 0.6 A; среднее количество остатков в трансмембранной части белка – 23.4; находится во внешней мембране грам-отрицательной бактерии.
Изображение его трехмерной структуры представлено на рисунке 2.

Изображение трехменой структуры белка 4q79

Рис. 1. Трехмерная структура канала секреции амилоида (CsgG) из бактерии Escherichia coli (PDB ID 4q79). Линией из красных шариков показана внешняя поверхность мембраны, из синих - внутренняя. Изображение из БД OPM.

База данных TCBD

В БД TCBD нашлись оба белка.

TC код транспортера ионов магния (MgtE) - 1.A.26.1.2, TC код канала секреции амилоида (CsgG) - 1.B.48.1.1.

Анализ множественного выравнивания

Для выполнения задания было выбрано 11 гомологов транспортера ионов магния (MgtE) из бактерий, 9 из архей и 5 из эукариот. Было построено их выравнивание с исходным белком. В строке аннотации "TM_REAL" были отмечены аминокислоты, входящие в трансмембранные участки, по PDB структуре исходного белка, в строке аннотации "TM_PREDICTED" - трансмембранные участки предсказанные для гомолога из Chthoniobacter flavus (WP_042724657.1). Выравнивание было покрашено: гидрофильные аминокислоты - синим цветом, гидрофобные - красным, с Above Identity Threshold 20%. Изображение трехмерной структуры исходного белка, покрашенное таким образом, представлено на рисунке 3. В трансмембранных участках спиралей оказалось значительное число полярных и отрицательно-заряженных радикалов, в большинстве своем ориентированных внутрь канала, которые, вероятно, координируют ионы магния, проходящие через канал. Трасмембранные участки содержат несколько высококонсервативных позиций, при этом участки между трансмембранными спиралями не очень отличаются между гомологами.

Изображение покрашенной структуры белка 4u9n

Рис. 3. Трехмерная структура транспортера ионов магния (MgtE) из бактерии Thermus thermophilus (PDB ID 4u9n). Красным цветом покрашены гидрофобные аминокислоты, синим - гидрофильные.

Оказалось, что из 5 трансмембранных участков программа TMHMM предсказала 3 из них для гомолога. Вероятно, это связано с тем, что те 2 непредсказанных участка содержат несколько консервативных участков полярных и отрицательно-заряженных аминокислот, которые не характерны для трансмембранных участков.

Рис. 4. Выравнивание белка 4u9n и его гомологов. Красным цветом покрашены гидрофобные аминокислоты, синим - гидрофильные, Above Identity Threshold 20%.