Практикум 8

Выбор и скачивание протеомов

Для выбора протеома, описывающего мою бактерию, я применила фильтрацию по организму и полному протеомному детектору (CPD). Референсных протеомов в подборке не оказалось, поэтому применила параметр “другие”, а затем выбирала наименее мутировавшие.

Моя бактерия: Providencia rettgeri FDAARGOS_330

• Proteome ID: UP000239526
• Number of entries: 4,034
• СPD: Standard
• BUSCO: C:100% (S:99.3% D:0.7%) F:0% M:0%
• Swiss-Prot: 0

Для выбора контрольного протеома поставила критерием род Providencia и нашла референсные протеомы при помощи фильтров, из двух вариантов выбрала один с наилучшими показателями BUSCO.

Р. heimbachae в отличие от Р. rettgeri сбраживает лактозу, не образует индол и не гидролизует мочевину. В свою очередь, Р. rettgeri – патогенная бактерия, которая часто становится причиной диареи путешественников.

Контроль: Providencia heimbachae ATCC 35613 (Reference)

• Proteome ID: UP000078224
• Number of entries: 3,766
• CPD: Close to standard (low value)
• BUSCO: C:99.3% (S:98.6% D:0.7%) F:0.2% M:0.5%
• Swiss-Prot: 0

Оба протеома не содержат белков из Swiss-Prot, что говорит об их малой изученности. Но они имеют хорошие показатели BUSCO и CPD, а также, второй протеом является референсным, что вызвало у меня доверие. В силу того, что лучших вариантов найти не удалось, я решила продолжить работу с вышеуказанными объектами.

Ссылки и команды для скачиваниея файлов:

• wget 'https://rest.uniprot.org/uniprotkb/stream?compressed=true&format=txt&query=proteome:UP000239526' –O ~/term2/pr8/UP000239526.swiss.gz
• wget 'https://rest.uniprot.org/uniprotkb/stream?compressed=true&format=txt&query=proteome:UP000078224' -O ~/term2/pr8/UP000078224.swiss.gz

Сравнение протеомов

1. Трансмембранные белки

Команда для поиска трансмембранных белков в протеоме: (proteome: UP000239526 (или UP000078224)) AND (keyword:KW-0812).

В результате нашлось 853 белка Р. heimbachae (22,65%) и 883 у Р. rettgeri (21,88%), что можно считать соотносимым. Результаты достаточно показательно демонстрируют близкое родство организмов.

2. Ферменты

Для поиска и соотнесения количества ферментов в протеомах я использовала параметры в поисковой строке UniProt: (proteome:UP000239526 (или UP000078224)) AND ((ec:1) OR (ec:2) OR (ec:3) OR (ec:4) OR (ec:5) OR (ec:6) OR (ec:7)).

В результате поска в протеоме Р. rettgeri нашлось 987 ферментов, что составляет 24,47% от общего количества. В то же время у контрольного вида – Р. heimbachae – в протеоме обнаружилось 1460 ферментов (38,77%). Разница между видами в процентном содержании энзимов в протеомах значительная. Данные показатели можно объяснить способностью Р. heimbachae сбраживать лактозу, для чего требуется множество различных ферментов.

3. Метаболизм лактозы

В отличие от контрольного образца, моя бактерия не умеет сбраживать лактозу, поэтому в поисковой строке я применила запрос: (proteome: UP000239526 (или UP000078224)) AND (keyword:KW-0423). В результате для Р. rettgeri нашлось 0 результатов, а для Р. heimbachae – 1.

Табл. 1 Сравнение протеомов бактерий по различным категориям белков

Белки	Providencia rettgeri (FDAARGOS_330)	Providencia heimbachae (ATCC 35613)
Трансмембранные белки	883 (21,88%)	853 (22,65%)
Ферменты	987 (24,47%)	1460 (38,77%)
Метаболизм лактозы	0	1

Сравнение протеомов по количеству токсичных белков

Р. rettgeri стала известна из-за своей патогенности – она вызывает “диарею путешественников”. Так почему бы не сравнить токсичность моей бактерии с её близкой родственницей Р. heimbachae?

Для реализации идеи я использовала bash и EMBOSS:

zgrep '^KW' UP000239526.swiss.gz | grep -i -c 'toxin' (либо UP000078224.swiss.gz)

Как и ожидалось, у Р. rettgeri нашлось 6 белков, а у контрольного организма только 1.