База данных OPM

Для выполнения взял белок внешней мембраны грам-отрицательных бактерий (Uniprot OMPA, PDB - 1bxw)

Таблица 1
Толщина гидрофобной части 25,2Å
Координаты трасмембранных участков 1(7- 15), 2(35- 44), 3(51- 58), 4(76- 85), 5(93- 101), 6(120- 130), 7(137- 145), 8(160- 169)
средняя длина трасмембранного региона 8
Положение Внешняя мембрана Грам-отрицательной бактерии
фото
Рис.1 Jmol визуализация структуры OMPA.

Красным цветом часть со стороны межмебранного пространства, синимс торона цитоплазмы

DeepTMHMM

Сервис DeepTMHMM позволяет предсказывать трансмембранные участки по первичной структуре белка. Сначала я загрузил последовательность белка TSGBD_HALVD. Результаат ниже:

фото
Рис.2 выдача альфа-спирального белка
фото
Рис.3 Выдача белка с бета-листом.

Текстовая выдача: альфа, бета

Характеристика графической выдачи: на оси ординат предсказания положения участков относительно мембраны (верхний маленький график). На нижнем на вертикали вероятность какого-либо положения остатка относительно мембраны. На оси абсцис координаты остатков.

Для альфа белка сервис предсказал 10 трансмембранных участков, однако один из участков в отличии от других имеет вероятность немного ниже, в целом качество предсказания это сильно не испортило. Для бета-листового белка программа предсказала 8 трансмембранных структур, что совпадает с информацией в БД OPM.

PPM

Вспомним что мне был выдан TSGBD_HALVD, являющийся транспортным белком глюкозы ABC у Haloferax volcanii (археи). На этот раз его последовательность я отнес экстрасенсу загрузил в сервис PPM c параметрами:
  1. Number of Membranes: 1
  2. Type of membrane: Archaebacteria cell membrane
  3. Allow curvature: no
  4. Topology (N-ter): in (по DeepTMHMM)
  5. Include heteroatoms, excluding water and detergents, for positioning in membrane: no (по UniProt)
Таблица 2
Толщина гидрофобной части 29.4 ± 0.8 ÅÅ
Координаты трасмембранных участков 1(15- 36), 2(62- 85), 3(90- 103), 4(114- 142), 5(147- 162), 6(210- 227), 7(253- 274), 8(290- 305), 9(306- 322),10(336- 355)
средняя длина трасмембранного региона 18.3
Положение Внешняя мембрана архей
opanki
Рис.4 Jmol визуализация выдачи PPM.

Сравнение результатов

Сначала рассмотрим выдачи DeepTMHMM и PPM для TSGBD_HALVD. Колличество трансмембранных участков вышло одинаковым, в обоих случаях по 10. Предсказание структуры из Uniprot имеет выскую достоверность т.к. почти все участки имеют больше 90% достоверности. Концевые участки с сильно низким показателем достоверности также оказались схожими с предсказанием.

Далее выдачи DeepTMHMM (координаты: 1(28-35) 2(58-65) 3(70-76) 4(99-106) 5(113-120) 6(143-150) 7(156-163) 8183-190) и БД OPM для OMPA. Количество участков хоть и совпадает, но имеют сильно отличающиеся координаты, это вероятно связано, что для сервиса DeepTMHMM последовательность была взята из БД Uniprot, т.к. она содержит в себе сигнальный пептид (оранжевый график на выдаче). На длину этого пептида скорее всего и сдвинуты координаты.