Белок, связывающий одноцепочечную ДНК, DdrB способствует устойчивости Deinococcus radiodurans к ионизирующему излучению. Он также играет роль в репарации ДНК и восстановлении генома независимо от RecA. Требуется для восстановления после процесса жесткой фрагментации генома в результате воздействия ионизирующего излучения высоких уровней. Связывает одноцепочечную молекулу ДНК, а двуцепочечную нет. Впервые обнаруженная в 1950-х годах бактерия Deinococcus radiodurans удивила биологов своей необычайной способностью выдерживать воздействие ионизирующего излучения. Deinococcus может выжить при дозе 5000 Гр. В настоящее время известно несколько десятков видов бактерий, которые проявляют аналогичную крайнюю устойчивость к ионизирующему излучению. Тем не менее, Deinococcus до сих пор остается объектом большинства исследований.[1]
| Pаздел UniProtKB | Swiss-Prot |
| UniProt ID | DDRB_DEIRA |
| UniProt AC | Q9RY80; C6SUN7 |
| EMBL AC | AE000513; AAF09667.1; BK006794; DAA06535.1 |
| PDB ID | 4HQB 4NOE |
| Длина | 188 AA |
| Молекулярная масса | 25236.7 Da |
| Рекомендуемое UniProt название | Полное:Single-stranded DNA-binding protein DdrB |
| Длина в аминокислотных остатках и молекулярная масса в Дальтонах(MW) | 188 AA; 20830 MW |
Чтобы изучить распространенность белка, связывающего одноцепочечную ДНК, DdrB было проведено несколько сеансов поиска в UniProt. Результаты поиска представлены в Табл.2.
| Запрос | Swiss-Prot | TrEMBL |
|---|---|---|
| name:"single-stranded dna-binding protein ddrb" taxonomy:"Bacteria [2]" | 2 | 7 |
| name:"single-stranded dna-binding protein ddrb" taxonomy:"Eukaryota [2759]" | 0 | 0 |
| name:"single-stranded dna-binding protein ddrb" taxonomy:"Archaea [2157]" | 0 | 0 |
Как видно из Табл.2 данный белок присутствует только у бактерий, так как ни у эукариот, ни у архей он не был найден.
Для исследования количества различных длин у белка, связывающего одноцепочечную ДНК, DdrB было проведено несколько сеансов в UniProt. Результаты поиска представлены в Табл.3.
| Запрос | Swiss-Prot | TrEMBL |
|---|---|---|
| name:"single-stranded dna-binding protein ddrb" length:[100 TO *] | 2 | 8 |
| name:"single-stranded dna-binding protein ddrb" length:[200 TO *] | 0 | 1 |
| name:"single-stranded dna-binding protein ddrb" length:[250 TO *] | 0 | 1 |
| name:"single-stranded dna-binding protein ddrb" length:[300 TO *] | 0 | 0 |
Из данных мы можем сделать вывод о том, что длина последовательности белка лежит в диапозоне от 250 до 300 аминокислот.
Во время выполнения данной работы были изучены различны кластеры UniRef Табл. 4.
| ID | Название | Размер |
|---|---|---|
| UniRef100_Q9RY80 | Cluster: Single-stranded DNA-binding protein DdrB | 1 |
| UniRef90_Q9RY80 | Cluster: Single-stranded DNA-binding protein DdrB | 4 |
| UniRef50_Q9RY80 | Cluster: Single-stranded DNA-binding protein DdrB | 70 |
Из данных, представленных в Табл. 4, можно сделать вывод о том, что последовательность данного белка очень мало распространена. В силу того, что во всех кластерах присутствуют только белки, которые принадлежат роду Deinococcus, разумно сделать вывод о том, что последовательность этого белка у рода Deinococcus сильно отличается от его последовательностей в других организмах. Можно предположить, что это связано с очень большой устойчивостью к ионизирующему излучению. Для кластеров UniRef100, UniRef90, UniRef50 данная последовательность является репрезентативной, так как принадлежит только одному роду Deinococcus.
Для сравнения с исследуемым организмом был выбран организм Escherichia coli O157:H7, который может существовать как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Был выбран именно этот организм, так как он очень хорошо изучен Табл. 5.
| Deinococcus radiodurans (strain ATCC 13939 / DSM 20539 / JCM 16871 / LMG 4051 / NBRC 15346 / NCIMB 9279 / R1 / VKM B-1422) | Escherichia coli O157:H7 | |
|---|---|---|
| ID протеома | UP000002524 | UP000000558 |
| Количество белков | 3,085 | 5,062 |
| Из Swiss-Prot | 516 | 2,030 |
| Группа | Текст запроса (на примере E. coli) | Deinococcus radiodurans | Escherichia coli |
|---|---|---|---|
| Трансмембранные белки | annotation:(type:transmem) AND organism:"Escherichia coli O157:H7 [83334]" AND proteome:up000000558 | 515(~16,69%) | 539(~10,65%) |
| Ферменты | ec:* AND organism:"Escherichia coli O157:H7 [83334]" AND proteome:up000000558 | 523(~16,95%) | 1,253(~24,75%) |
| Белки репарации ДНК | annotation:(type:function "dna repair") AND organism:"Escherichia coli O157:H7 [83334]" AND proteome:up000000558 | 14(~0,45%) | 20(~0,40%) |
Удивительно, но данные, представленные в Табл. 6., говорят о том, что разница в процентном содержании белков репарации у Escherichia coli и Deinococcus radiodurans незначительна, а в абсолютном выражении этих белков даже меньше у Deinococcus radiodurans . По-видимому, это говорит о том, что устойчивость Deinococcus radiodurans к стрессам обеспечивается не столько разнообразием систем репарации, сколько качественным их изменением.