Введение

Для исследования был предложен белок под полным названием "Аспартат-полуальдегидная дегидрогеназа", принадлежащий к протеому Haemophilus influenzae

Haemophilus influenzae - грамм-отрицательная патогенная бактерия, принадлежащая к отряду Pasteurellales, семейству Pasteurellaceae, была открыта как возбудитель инфлюензы человека в 1892 году Ричардом Пфайффером, за что стала наименоваться как Бацилла Пфайффера [4]. Впоследствии выяснилось, что грипп(инфлюенза) является вирусным заболеванием и Haemophilus influenzae не вызывается. Haemophilus influenzae является возбудителем "гемофильных инфекций" - группы тяжелых заболеваний, сопровождающихся поражением носоглотки, дыхательных путей и нервной системы [5]. Против основной капсулообразующей формы была разработана вакцина, однако позже угрозу начали представлять штаммы, не образующие капсул, а следовательно устойчивые к воздействвию вакцины[4][5]. Лечение в таких случаях производится при помощи антибиотика ампициллина, однако устойчивость бактерии к нему неуклонно растет[4][5]. Так же все больше сообщается о случаях приобретения отдельными штаммами устойчивости к цефалоспоринам и карбапенемам - одним из последних действующих и хорошо переносимых человеком антибиотиков[4]. По этим причинам к Haemophilus influenzae проявляется повышенная активность в научном и медицинском сообществе

Аспартат-полуальдегидная дегидрогеназа - протеин, необходимый для осуществления катализа реакции НАДФН-зависимого восстановительного дефосфорилирования β-аспартилфосфата с образованием ключевого промежуточного соединения - полуальдегида аспартата. Эта рецкция является неотъемлемой чатью аспартатного пути, отсутствующего у млекопитающих, но необходимого для жизни многих грибов и бактерий, в том числе патогенной Haemophilus influenzae[2]. Исходя из этого можно сделать вывод, что угнетение аспартат-полуальдегидной дегидрогеназы может стать приемлимой тактикой борьбы с патогенными организмами, использующими аспартатный путь [1][3].

Базовая информация о протеине из банка Uniprot

Строка	Параметр	Значение
DT	UniProtKB	Swiss-Prot
ID	UniProt ID	DHAS_HAEIN
AC	UniProt AC	P44801
DR	EMBL AC	L42023
DR	PDB ID	1NWC;1NWH;1NX6;1OZA;1PQP;1PQU;1PR3;1PS8;1PU2;1Q2X;1TA4;1TB4
SQ	Длина	371
DR	Изученный фрагмент	1-371
SQ	Масса	40539 дальтон

Поисковые запросы к системе Uniprot

Запрос	Кол-во результатов	Пояснение
name:"aspartate-semialdehyde dehydrogenase"	47,521	Все белки с таким именем
name:"aspartate-semialdehyde dehydrogenase" AND reviewed:yes	52	Все белки с таким именем из Swiss-Prot
name:"aspartate-semialdehyde dehydrogenase" taxonomy:bacteria AND reviewed:yes	47	Все белки с таким именем из Swiss-Prot, принадлежащие протеому бактерий
name:"aspartate-semialdehyde dehydrogenase" NOT taxonomy:bacteria AND reviewed:yes	5	Все белки с таким именем из Swiss-Prot, принадлежащие не бактериологическим протеомам
name:"aspartate-semialdehyde dehydrogenase" organism:haein AND reviewed:yes	1	Искомый белок

Поиск кластеров в UniRef

Были найдены кластеры UniRef100, UniRef90 и UniRef50 размерами, 1, 9 и 3606 последовательностей соответственно. В каждом из кластеров анализируемый белок является репрезентативной последовательностью.

Скромные размеры кластеров свидетельствуют о малом таксономическом распространении анализируемого белка. Так, в UniRef90 все организмы-хозяева последовательностей были из одного семейства Pasteurellaceae.

Также, поверхностный анализ белков в JalView обнаружил в кластере одну выдающуюся последовательность, сильно отличающуюся от остальных:

Анализ сходства всех последовательностей кластера:

Анализ сходства всех последовательностей кластера, кроме A0A2X1PN22:

Ситуация становится еще более странной если обратить внимание на организм, из которого якобы выделен белок - в графе значится Haemophilus influenzae. Следовательно, выдающаяся последовательность - полный "тезка" анализируемой последовательности. А это значит, что перед нами ни что иное как ошибочно секвенированный или ошибочно определенный белок. При этом A0A2X1PN22 находится в UniProt, а не UniParc.

Также при помощи JalView был выделен более важный для катализа участок фермента - мы видим, что на участке 1-236 белки кластера имеют значительно большее сходство, нежели на участке 237-371, а следовательно участок 1-236 представляет особую важность для функционирования фермента:

Сравнение протеомов Haemophilus influenzae и Escherichia coli

Для анализа были выбраны протеомы Haemophilus influenzae (up000000579) и Escherichia coli (up000000625), так как оба организма хорошо изучены и не обладают особыми ярко выраженными особенностями. Третью группа - количество последовательностей, подтвержденных на уровне белка - это поможет нам сравнить изученность протеомов, в которых почти все белки принадлежат Swiss-Prot.

Группа	E.Coli	H.Influenzae	Запрос в UniProtKB
Всего	4437	1705	organism:"[мнемоника]" and proteome:[id протеома]
Swiss-Prot	4389	1705	reviewed:yes and organism:"[мнемоника]" and proteome:[id протеома]
Ферменты	1687	752	ec:* and organism:"[мнемоника]" and proteome:[id протеома]
Трансмембранные	956	342	annotation:(type:transmem) and organism:"[мнемоника]" and proteome:[id протеома]
Подтверждены на уровне белка	3055	280	existence:"evidence at protein level [1]" and organism:"[мнемоника]" and proteome:[id протеома]

Источники

- Aspartate semialdehyde dehydrogenase inhibition suppresses the growth of the pathogenic fungus Candida albicans [1]

- The role of substrate-binding groups in the mechanism of aspartate-beta-semialdehyde dehydrogenase [2]

- Structure of a fungal form of aspartate-semialdehyde dehydrogenase from Aspergillus fumigatus [3]

- The return of Pfeiffer's bacillus: Rising incidence of ampicillin resistance in Haemophilus influenzae [4]

- Haemophilus influenzae Type a Infection and Its Prevention [5]