Трансмембранные белки

Трансмембранный белок — мембранный белок, который насквозь пронизывает липидный бислой, в котором он постоянно находится. Многие из этих белков выполняют транспортную функцию, позволяя специфическим веществам пересекать биологическую мембрану, что бы попасть внутрь клетки или же напротив, не давая им покинуть её пределов. Существует два типа трансмембранных белков: белки, состоящие из альфа-спиралей, и белки, состоящие из бета-тяжей (β-бочонки). Альфаспиральные белки располагаются на внутренних мембранах клеток бактерий или в плазматических мембранах клеток эукариот, а также иногда в наружных мембранах бактерий. Это очень большая группа трансмембранных белков: у человека 27 % всех белков составляют альфаспиральные белки мембраны. β-бочонки встречаются только во внешних мембранах грамотрицательных бактерий, в стенках грамположительных бактерий и наружных мембранах митохондрий и хлоропластов [1].

База данных OPM

С помощью поиска по уровням классификации в базе данных OPM был найден белок с PDB ID 5sy1, содержащий в трансмембранной части α-спирали. Он принадлежит классу Альфа-спиральных политопов, семейству Рецепторов / транспортеров витамина А. Содержится в организме Danio rerio («Дамский чулок», или брахиданио-рерио (лат. Danio rerio) — вид пресноводных лучепёрых рыб семейства карповых (лат. Cyprinidae)) и локализуется на эукариотической плазматической мембране.

Информация о Рецепторе / транспортере витамина А из базы данных OPM (PDB ID 5sy1).
  • Type: Transmembrane
  • Class: Alpha-helical polytopic
  • Superfamily: Vitamin A receptor/transporter
  • Family: Vitamin A receptor/transporter
  • Species: Danio rerio
  • Localization:Eukaryotic plasma membrane
  • Толщина гидрофобной части белка в мембране ~ 30.8 ± 0.0 Å
  • Координаты трансмембранных спиралей ~ Две трансмембранных субъединицы по 9 сегментов:
    • A - 1( 36- 57), 2( 88- 107), 3( 120- 142), 4( 148- 170), 5( 181- 202), 6( 273- 295), 7( 343- 364), 8( 402- 429), 9( 452- 468)
    B - 1( 36- 57), 2( 88- 107), 3( 120- 142), 4( 148- 170), 5( 181- 202), 6( 273- 295), 7( 343- 364), 8( 402- 429), 9( 452- 468)
  • Среднее количество остатков в одной трансмембранной спирали белка ~ 22
  • Локализация белка ~ плазматическая мембрана


С помощью поиска по уровням классификации в базе данных OPM был найден белок с PDB ID 4e1s, содержащий в трансмембранной части β-листы. Он принадлежит классу Трансмембранных бета-листов, семейству Автотранспортировщиков-3. Содержится в организме Escherichia coli (Кишечная палочка — вид грамотрицательных палочковидных бактерий) и локализуется на наружной мембране грамотрицательных бактерий.

Информация о Интимине из базы данных OPM (PDB ID 4e1s).
  • Type: Transmembrane
  • Class: Beta-barrel transmembrane
  • Superfamily:Autotransporter (AT) (n=12,S=14)
  • Family: Autotransporter-3
  • Species: Escherichia coli
  • Localization: Bacterial Gram-negative outer membrane
  • Толщина гидрофобной части белка в мембране ~ 24.4 ± 1.6 Å
  • Координаты трансмембранных спиралей ~ Одна трансмембранная субъединица из 12 сегментов:
    • A - 1( 211- 219), 2( 226- 234), 3( 242- 251), 4( 256- 264), 5( 272- 279), 6( 287- 296),
    7( 300- 308), 8( 329- 336), 9( 347- 353), 10( 372- 380), 11( 387- 392), 12( 401- 408)
  • Среднее количество остатков в одной трансмембранной спирали белка ~ 8
  • Локализация белка ~ наружная мембрана грамотрицательных бактерий


Анализ предсказания трансмембранных спиралей

В этом пункте нам необходимо оценить корректность предсказания сервисов TMHMM и Phobius для α-спирального белка из первой части Практикума. Ниже на Рис.1-2 представлены текстовый и графический результаты выдачи TMHMM и на Рис.3-4 - результаты выдачи Phobius. Так как выбранный мой белок состоит из двух трансмембранных субъединиц, каждый рисунок состоит из двух частей. Слева - информация о субъединице А, справа - о субъединице В. Если сравнивать с реальной структурной информацией из БД OPM, то в обоих выдачах содержится на одну трансмембранную спираль больше.

Рис.1 Текстовый результат выдачи TMHMM.


Рис.2 Графический результат выдачи TMHMM.


Расшифровка обозначений с Рис.2:
inside (цвет на графике - синий) - часть белка, обращенная в цитоплазму (всего 5 в каждой из субъединиц)
outside (цвет на графике - розовый) - часть белка, обращенная наружу (всего 6 в каждой из субъединиц)
TMhelix (цвет на графике - красный) - трансмембранная часть белка (всего 10 в каждой из субъединиц)
Ось X - аминокислотные остатки белка
Ось Y - вероятность взаимоотношения части белка с мембраной

Рис.3 Текстовый результат выдачи Phobius.


Рис.4 Графический результат выдачи Phobius.


Расшифровка обозначений с Рис.4:
цвет на графике - зеленый - часть белка, обращенная в цитоплазму (всего 5 в каждой из субъединиц)
цвет на графике - синий - часть белка, обращенная наружу (всего 6 в каждой из субъединиц)
цвет на графике - серый - трансмембранная часть белка (всего 10 в каждой из субъединиц)
Ось X - аминокислотные остатки белка
Ось Y - вероятность взаимоотношения части белка с мембраной

База данных TCDB

В базе данных TCDB был произведен поиск белков, найденных мной для выполнения первой части Практикума. К сожалению, был найден только один из них, с PDB ID 4e1s.
Его TC-код: 1.B.54.1.1 Первая цифра кода соответствует классу транспортера (в данном случае 1 - это класс каналы/поры). Вторая - обозначает принадлежность к подклассу транспортера (буква B здесь указывает на подкласс бета-бочонковые порины, или β-Barrel Porins). Следующий номер, 54, соответствует семейству. В моем случае это Семейство Интимин / Инвазин (Int / Inv) или Автотранспортер-3 (AT-3). Последние две цифры указывают на подсемейство и транспортируемый субстрат.



На Главную страницу
На страницу Семестра

marurser © 2018 Serebrennikova Maria