Занятие 11. Геномное окружение. База данных GO

1. Получение информации о КОГе, к которому относится ваш белок

Исследуемый белок (Carnobacterium sp. CP1):

Определение КОГа, к которому относится белок

Последовательность действий:

☆ Откройте сервис CDD (Conserved Domain Database);
☆ В поле поиска вставьте последовательность белка в FASTA-формате и нажмите клавишу Submit;
☆ В правом верхнем углу выберите в поле View режим Full Results;
☆ В списке хитов найдите хиты, относящие Ваш белок к тому или иному КОГу;
☆ С помощью последнего релиза базы данных посмотрите название данного КОГа и функциональную категорию, к которой он относится.

Информация о КОГе

Выдача программы:

Рис.1 Выдача сервиса CDD (1)

Рис.2 Выдача сервиса CDD (2)

Информация о КОГе:

2. Визуализация геномного окружения

Для определения геномного окружения использовалась программа COGNAT. При запуске с параметрами по умолчанию (COG: COG1185; Neighborhood Size: 9; Occurrence Threshold (%): 20; Taxonomy: Нет), программа выдала следующее:

изображение в формате pdf

Далее приведены некотрые фрагменты файла:

Рис.3 Фрагмент 1

Рис.4 Фрагмент 2

Рис.5 Обозначения КОГов

Сиреневая стрелочка в центре - это наш КОГ (COG1185). В большинстве случаев он сопровождается другим КОГом, идущим до него. Это COG0184 (Ribosomal protein S15P/S13E), который на картинке изображен в виде голубой стрелочки. Также довольно часто с этими двумя КОГами встречаются еще два, идущих друг за другом: COG0130 (tRNAU55 pseudouridine synthase TruB, may also work on U342 of tmRNA) и COG0858 (Ribosome-binding factorA). Они показаны как бирюзовая (цвета морской волны) и лиловая стрелочки, соответственно.
Консервативное геномное окружение данного КОГа можно предстваить так:

Рис.6 Консервативное окружение

Такая консервативность обусловлена тем, что фермент может нормально функционировать, только когда в нем присутствуют все 4 КОГа вместе. Без них он не может обладать всем тем спектром функций, которые предполагаются для его работы. Но вариации существуют. Если КОГ COG0184 (голубая стрелочка) есть практически всегда, то два других (бирюзовая и лиловая стрелочки) могут отсутствовать по отдельности или оба сразу.

3. Отнесение вашего белка к терминам GO

Отнесение белка полирибонуклеотид нуклеотидилтрансфераза из бактерии Bacillus subtilis (strain 168) к терминам GO

Последовательнось действий:

☆ С помощью инструмента AmiGO поиском BLAST обнаружьте в БД GO белок, который наиболее похож на ваш.
☆ Посмотрите выравнивание (BLAST match), сравните организм, к которому принадлежит находка, с организмом, к которому принадлежит Ваш белок.
☆ На страничке отчета укажите величину P-value для наилучшей находки и скажите, является ли найденный в БД GO белок тем же самым, что и Ваш (если нет - то оцените меру их сходства).
☆ Перейдите на страничку белка-находки (view associations) и заполните Таблицу 1 в отчете. Чтобы узнать идентификатор Uniprot белка-находки, перейдите на вкладку Gene product information, и ищите слово Uniprot.

Самый похожая находка - тот же белок, только из другой бактерии:

Рис.7 Выдача AmiGo

Как видно из выравнивания, найденный белок обладает значительным сходством с изначальным, поэтому далее можно рассматривать его.
После того, как был найден подходящий белок, перходим по ссылке view associations (ссылка) для того, чтобы узнать информацию про найденный белок. Там переходим по вкладке Gene product information (ссылка) за более подробной информацией. В самом низу страницы находится ссылка на Uniprot (которая, кстати, как-то очень странно работает).
Перемещаемся на главную страницу Uniprot, где вводим идентификатор белка - P50849. Он без проблем находится. Переходим на страницу, посвещенную белку (ссылка).
Там мы ищем все, что находится под заголовком "GO - ..." и смотрим, что там есть. Чтобы получить более подробную информацию, переходим по ссылке "View the complete GO annotation on QuickGO ..." (ссылка).

Таблица 1. Термины GO, отнесенные к белку с идентификатором Uniprot P50849 (PNP_BACSU):

Аспект	Идентификатор GO	Название термина	Перевод названия термина	Код типа достоверности
Биологический процесс (Biological process)	GO:0006396	RNA processing	Процессинг РНК	IEA
Биологический процесс (Biological process)	GO:0006402	mRNA catabolic process	Катаболизм мРНК	IEA
Биологический процесс (Biological process)	GO:0030420	establishment of competence for transformation	Установление готовности к трансформации	IEA
Молекулярная функция (Molecular function)	GO:0003676	nucleic acid binding	Связывание нуклеиновых кислот	IEA
Молекулярная функция (Molecular function)	GO:0003723	RNA binding	Связывание РНК	IEA
Молекулярная функция (Molecular function)	GO:0004654	polyribonucleotide nucleotidyltransferase activity	Полирибонуклеотид нуклеотидилтрансферазная активность	IEA
Молекулярная функция (Molecular function)	GO:0005515	protein binding	Связывание белков	IPI
Молекулярная функция (Molecular function)	GO:0016740	transferase activity	Трансферазная активность	IEA
Молекулярная функция (Molecular function)	GO:0016779	nucleotidyltransferase activity	Нуклеотидилтрансферазная активность	IEA
Молекулярная функция (Molecular function)	GO:0046872	metal ion binding	Связывание ионов металлов	IEA
Клеточный компонент (Cellular component)	GO:0005737	cytoplasm	Цитоплазма	IEA

Про код типа достоверности можно почитать, если на странице Uniprot белка кликнуть еа заголовок "GO - ..." > "More ..."

Таблица 2. Описание кодов достоверности, использованных в Таблице 1:

© Cherkashina Anastasia 2018