Обзор:
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.
В качестве белка с трансмембранными бета-листами я выбрал рецептор
пестицина FyuA (Рис 1.) (Pesticin receptor FyuA; 4epa; FYUA_YERPE) из чумной палочки (Yersinia pestis),
который располагается во внешней мембране (это грамотрицательная бактерия).
У этого белка известно две функции: собственно рецепция пестицина
(бактериоцин, подавляющий рост других штаммов йерсинии), а также рецепция
иерсиниабактина (это сидерофор - вещество, связывающееся с ионами железа во внешней среде
для последующего поглощения).
Координаты трансмембранных участков белка, приведенные в OPM: 1( 140- 148),
2( 153- 161), 3( 170- 177), 4( 199- 207),
5( 214- 222), 6( 260- 267),
7( 272- 280), 8( 306- 313), 9( 320- 328), 10( 358- 367), 11( 374- 380),
12( 409- 417), 13( 425- 431),
14( 458- 465), 15( 472- 477), 16( 506- 513),
17( 519- 527),
18( 551- 560), 19( 567- 575), 20( 594- 601), 21( 609- 613),
22( 641- 649)
Рис. 1. Структура рецептора пестицина FyuA из внешней мембраны Yersinia pestis.
(красным пунктиром обозначена наружняя сторона мембраны,
синим - сторона, обращенная к периплазме).
Далее из OPM я перешел в UniProt и там нашел ссылку на
аминокислотную последовательность белка в RefSeq,
скачал её в формате fasta.
Запустил с этой последовательностью
DeepTMHMM.
Предсказанные программой координаты трансмембранных участков:
1(162-169), 2(176-183), 3(190-197), 4(223-229), 5(237-243),
6(283-289), 7(294-301), 8(329-335), 9(342-349), 10(382-390),
11(394-400), 12(434-441), 13(445-451), 14(482-488), 15(492-498),
16(530-537), 17(541-547), 18(575-581), 19(589-595), 20(618-625),
21(629-635), 22(665-672)
Файл с текстовой выдачей
Сравнение: границы трансмембранных участков, предсказанных по последовательности, похожи
на предсказанные по структуре, однако сдвинуты примерно на 21-24 аминокислот.
Вероятно, это связано с тем, что в зрелом белке отсутствует сигнальный участок, поэтому
и в структуре его нет. Также есть небольшие колебания в длинах участков, но они всего в
1-3 аминокислоты. В обоих случаях предсказано 22 трансмембранных бета-листа. Таким образом,
наверное, предсказания довольно надежны, раз уж они повторяются с помощью двух
разных методов.
Рис. 2. Графическое отображение предсказаний
DeepTMHMM для FYUA_YERPE.
Красные линии - трансмембранные участки
Оранжевая - сигнальный участок
Зеленые - участки, обращенные к периплазме
Голубые - внешние участки белка
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.
Для этого задания мне был выдана первая структура транспортера цинка YiiP
(Zinc transporter YiiP, structure 1; 3j1z; FIEF_SHEON) из внутренней
мембраны грамотрицательной бактерии Shewanella oneidensis.
По своей функции это танспортер катионов двухвалентных металлов,
который экспортирует Zn2 + , Cd2 + и, возможно, Fe2 +, антипортер Zn2 + /H +,
способный использовать движущую силу протона для удаления Zn2 + из цитоплазмы.
Для своей работы я выбрал цепь субъединицы P. Вот координаты ее трансмембранных
участков:
1( 21- 37), 2( 43- 55), 3( 90- 110), 4( 120- 139), 5( 152- 166), 6(181- 196)
Рис. 3. Структура транспортера цинка YiiP из внутренней
мембраны грамотрицательной бактерии Shewanella oneidensis.
(красным пунктиром обозначена сторона мембраны, обращенная к периплазме,
синим - сторона, обращенная к цитоплазме).
Дальнейшая последовательность действий была аналогична таковой
для первого задания.
Последовательность FIEF_SHEON в формате
fasta
Вот предсказанные координаты трансмембранных альфа-спиралей:
1(14-36), 2(40-62), 3(82-103), 4(119-137), 5(160-173),
6(182-200)
Файл с текстовой выдачей
Сравнение: трансмембранных участков столько же (6).
Некоторые участки довольно точно совпадают (например 4-й и 6-й), а другие не особо (как 5-й).
Не знаю с чем это может быть связано. Наверное, просто разные методы
тут выдают свои погрешности (или какой-то один из них).
Рис. 4. Графическое отображение предсказаний
DeepTMHMM для FIEF_SHEON.
Красные линии - трансмембранные участки
Голубые - участки, обращенные к периплазме
Розовые - участки, обращенные к цитоплазме