Практикум 12

Для выполнения этого практикума мне достался белок с идентификатором RGTD_RHIL3.

Задание 1. Знакомство с базой данных OPM

С помощью поиска по уровням классификации в базе данных OPM я выбрал из белков, содержащих бета-бочки белок Outer membrane protein H (OprH) - белок внешней мембраны H. Он интересен тем, что отвечает за лекарственную устойчивость у Pseudomonas aeruginosa. Его идентификаторы PDB и Uniprot: 2LHF и Q51486_PSEAI соответственно. Полученные из OPM параметры и изображение белка приведены в Таблице 1 и на Рисунке 1:

Таблица 1. Некоторые параметры белка OprH

Толщина гидрофобной части белка в мембране	20.6 Å
Координаты трансмембранных участков	5-12, 41-48, 55-60, 74-83, 91-101, 119-130, 137-144, 170-177
Среднее количество остатков в одном β-тяже белка	8.9
В какой мембране находится белок	внешняя мембрана Грам- бактерии

структура — **Рис. 1** Структура белка OprH. Красная сторона мембраны отделяет внеклеточное пространство, синяя - периплазматическое.

Задание 2. DeepTMHMM: Предсказание трансмембранных элементов по последовательности белка

Для выданного мне α-спирального белка и для выбранного в задании №1 β-листового белка был запущен сервис DeepTMHMM. Результаты текстовой выдачи программы доступны по ссылкам ниже. Графические результаты приведены на Рисунках 2-3.

α-спиральный белок

β-листовой белок

alpha — **Рис. 2** Предсказанная топология α-спирального белка. По оси x обозначены номера остатков последовательности. По оси y обозначена вероятность принадлежности остатка к категории, показанной цветом (расшифровка приведена в легенде).

beta — **Рис. 3** Предсказанная топология β-листового белка. По оси x обозначены номера остатков последовательности. По оси y обозначена вероятность принадлежности остатка к категории, показанной цветом (расшифровка приведена в легенде).

Задание 3. PPM: Предсказание положения выданного белка в мембране

Мне достался белок с идентификатором RGTD_RHIL3. Он представляет собой Lipid A galacturonosyltransferase RgtD - Липид А галактуронозилтрансфераза. При запустке алгоритма были использованы следующие параметры:

Number of Membranes - 1

Type of membrane - Gram-negative bacteria inner membrane (по литературным данным о выданном белке)

Allow curvature - no

Topology (N-ter) - in (по данным DeepTMHMM)

Include heteroatoms, excluding water and detergents, for positioning in membrane: no

Результаты работы программы приведены в Таблице 2 и на Рисунке 4.

Таблица 2. Некоторые параметры белка RgtD

Толщина гидрофобной части белка в мембране	30.5 ± 1.0 Å
Координаты трансмембранных участков	5-23, 70-91, 100-122, 123-138, 146-164, 165-179, 187-206, 232-259, 271-290, 295-310, 319-341
Среднее количество остатков в одном β-тяже белка	20.1
В какой мембране находится белок	внутренняя мембрана Грам- бактерии

Задание 4. Сравнение алгоритмов предсказания трансмембранных спиралей

В целом результаты предсказания трансмембранных спиралей выданного мне белка совпадают у алгоритмов DeepTMHMM и PPM. Всего найдено 11 спиралей. Точные координаты спиралей, однако, могут варьировать на несколько аминокислотных остатков. В базе данных OPM выданный мне белок RgtD я не нашел. Модель белка в Uniprot достоверно предсказывает трансмембранные спирали, есть предсказания с низкой достоверностью в периплазматических участках белка. Я думаю, что достоверность модели оказывает влияние на результат работы PPM, т.к. я использовал именно эту модель в качестве входных данных для PMM.