Построение выравнивания исследуемого белка с заданным прототипом
Последовательности получены с помощью SRS (поиск по ID, затем сохранение в формате FASTA2Seq)
Затем построено попарное глобальное выравнивание программой needle:
Aligned_sequences: 2
1: MIP_RANPI|
2: MIP_SHEEP|
Matrix: EBLOSUM62
Gap_penalty: 10.0
Extend_penalty: 0.5
Length: 263
Identity: 213/263 (81.0%)
Similarity: 240/263 (91.3%)
Gaps: 0/263 ( 0.0%)
Score: 1163.0
вес выравнивания - 1163,0
% идентичности последовательностей - 81,0.
Предсказание топологии почти вручную
Данные для построения профиля гидрофобности были получены с помощью программы pepwindow.
Затем имиортированы в Excell. По графику, построенному в Excell были определены
границы трансмембранных сегментов (критерий трансмембранности является среднее значение
гидрофобности больше 1,8).
файл с графиком (Excell)
C помощью программы GeneDoc были размечены участки аминокислотных последовательностей
соответствующих транстмембранным сегментам (выделены зеленым цветом),
внутренние и внешние петли.
Условные обозначения:
Зеленые тона – трансмембраннае участки
Сине-фиолетовые тона, а так же “+” - внутренние петли;
Оранжевые тона, а так же “-” - внешние петли;
При определении внутренних петель указывались только конечные границы. Так как много недопредсказаний,
точное определение практически невозможно.
Раскраска последовательности MIP_RANPI осуществлялась согласно профилю гидрофобности.
В строке TMHMM представлены данные полученные с помощью сервера TMHMM.
Последовательность MIP_SHEEP раскрашена по результатам анализа 3D-структуры в БД OPM.
файл с разметкой (GeneDoc)
Предсказание топологии с помощью сервера TMHMM
Выходной файл TMHMM
В файле (Excell) протокола на основе полученных данных
была дополнена таблица "Топология белка MIP_RANPI".
Дополнена разметка в файле GeneDoc
Программа выдала текст с описанием топологии, какую дополнительную информацию можно получить,
рассматривая график?".
Данный график показывает вероятности принадлежности аминокислотного остатка к одной из
категорий. Красные столбцы - принадлежность к трансмембранному участку, синяя линия - внутриклеточному,
малиновая линия - внеклеточный участок. Как и положено, сума вероятностей равна 1. Данный график
полезен тем, что можно определить, где программа испытывала трудности в определении. Так,
например, участок 60 - 90 обладает не плохой вероятностью быть трансмембранным (на самом деле
здесь есть небольшой участок). Но программа сочла его полностью внутренним и допустила ошибку.
Сравнение предсказанных топологий с описанием трансмембранных сегментов в 3D-структуре прототипа
| |
По профилю гидрофобности |
TMHMM |
| Всего предсказано (N) |
54 |
135 |
| Из них |
А. По данным ОРМ находятся внутри мембраны |
38 |
120 |
| В. Из них - "торчащие" из мембраны остатки на концах спиралей* |
4 |
8 |
| С. Вообще не имеют никакого отношения к трансмембранным спиралям (включая
прилежащие к спиралям остатки) |
12 |
7 |
| D. Число непредсказанных остатков, которые по данным ОРМ
находятся в мембране. |
110 |
28 |
| Точность предсказания, A/N |
0,704 |
0,889 |
| Сверхпредсказание, C/N |
0,222 |
0,052 |
| Недопредсказание, D/(L-N), где L-длина последовательности (263а.о.) |
0,526 |
0,219 |
*) для определения "торчащих" из мембраны остатков в файл с разметкой внесена последовательность
hel_opm содержащая информацию о вторичной структуре белка MIP_SHEEP (только спирали).
Вначале нужно отметить, что 3D структура гомологичного белка достоверно говорит о положении белковой
молекулы в мембране (идентичность 80 процентов означает практически полное совпадение третичной
структуры и, следовательно, положение в мембране). Оба метода компьютерного анализа дают достаточно
грубую оценку границ мембранных участков. Оба метода не обределили небольшие участки 69-78 и 185-194.
Метод по профилю гидрофобности кроме этих участков не определяет еще 4 трансмембранных участках.
В целом метод TMHMM можно признать более надежным. Во-первых, точность предсказания выше - 0,89
против 0,70. Оба метода дали незначительное сверхпредсказания. Преимущество по этому параметру у TMHMM.
Недопредсказанных
участков метод TMHMM дал тоже меньше, чем метод по профилю гидрофобности. Смотря на график степени
гидрофобности можно увидеть достаточно яркие пики. Если сделать критерий меньше чем 1,8, то количество
непредсказанных остатков уменьшилось; но при этом бы границы трансмембранных участков определялись
бы более размыто.
© Тихонов Максим, 2006
|
