Практикум 7

Сравнение предсказаний трансмембранных участков в бета-листовом белке

• Название на русском: Мальтопорин
• Название на английском: Maltoporin (LamB protein)
• Идентификатор PDB: 1AF6
• Идентификатор UniProt: P02943 (LAMB_ECOLI)
• Организм: Escherichia coli (Кишечная палочка)
• Расположение в мембране: Наружная мембрана
• Функция белка (по данным UniProt): Специализированный поровый белок наружной мембраны. Образует тример, и каждая субъединица формирует гидрофильный канал (β-баррел), который позволяет пассивно диффундировать малым молекулам. Специфически опосредует захват мальтозы и мальтодекстринов (линейных олигосахаридов из остатков глюкозы), что является ключевым этапом утилизации крахмала и гликогена бактерией. Также может функционировать как рецептор для некоторых бактериофагов (например, фага λ).

Координаты трансмембранных участков:

1(2-13),2(39-48),3(58-68),4(75-88),5(98-103),6(125-132),7(138-146),8(170-179),9(185-194),10(213-221),11(227-235),12(269-278),13(284-293),14(305-314),15(320-329),16(343-352),17(361-370),18(411-420)

Последовательность для анализа с помощью DeepTMHMM была взята из UniProt(P02943).

Ссылка на выдачу предсказанных программой координат трансмембранных участков.

Совпадение низкое - в 20.8%.

Из результатов сравнения можно сделать вывод, что основной причиной расхождения в нумерации аминокислотных остатков между данными OPM и предсказаниями DeepTMHMM является наличие в исходной последовательности UniProt сигнального пептида длиной 25 аминокислот.

OPM использует аннотации для зрелой формы белка, где этого пептида уже нет, в то время как DeepTMHMM работает с полной последовательностью, включая этот участок. Если учесть сдвиг на 25 остатков совпадение позиций сегментов значительно улучшается, что подтверждает данную причину как ключевую.

Сравнение предсказаний трансмембранных участков в альфа-спиральном белке

• Идентификатор PDB: 4XNW
• Название на английском: P2Y purinoceptor 1 (P2Y1R)
• Название на русском: Пуриноцептор P2Y 1-го типа
• Идентификатор(ы) UniProt: P47900 (P2RY1_HUMAN), P00268 (RUBR_CLOPA)
• Организм: Homo sapiens (Человек разумный)
• Расположение в мембране: Плазматическая мембрана клеток человека. Белок является трансмембранным и пересекает липидный бислой семь раз (7TM рецептор). N-конец белка расположен на внеклеточной стороне.
• Функция белка: Рецептор из семейства GPCR, активируемый внеклеточными пуриновыми нуклеотидами (АТФ/АДФ). Связывание лиганда запускает каскад внутриклеточных реакций через активацию G-белков, в частности, приводит к активации фосфолипазы C, гидролизу фосфоинозитидов и мобилизации внутриклеточного кальция. Играет ключевую роль в регуляции агрегации тромбоцитов, передачи сигналов в нервной и мышечной тканях. Структура 4XNW представляет промежуточное состояние активации рецептора.

Координаты трансмембранных участков:

1( 52- 78), 2( 85- 109), 3( 122- 148), 4( 167- 189), 5( 214- 239), 6( 259- 282), 7( 304- 327)

Последовательность для анализа с помощью DeepTMHMM была взята из UniProt(P47900).

Ссылка на выдачу предсказанных программой координат трансмембранных участков.

Результаты совпадают превосходно. Общее перекрытие между эталонными данными из OPM и предсказанием DeepTMHMM составляет 85.8%, что является очень высоким показателем. Алгоритм абсолютно корректно определил количество трансмембранных спиралей — все семь сегментов были найдены. Незначительные расхождения в несколько аминокислот на границах спиралей (например, предсказание начинается или заканчивается на 1-3 остатка раньше или позже) являются совершенно нормальными и ожидаемыми для методов предсказания.

Такой результат однозначно свидетельствует, что мы имеем дело с классическим α-спиральным мембранным белком, а алгоритм DeepTMHMM блестяще справился со своей задачей, точно определив локализацию всех трансмембранных доменов.