Anna Zheltova
Fourth term (Четвертый семестр):
Molecular phylogeny (Молекулярная филогения)
Phylogeny reconstruction (реконструкция филогении)
Enzymes and metabolic pathways. KEGG database. (Ферменты и метаболические пути. База данных KEGG)
Membrane proteins(Мембранные белки)
1. SEED
Цель задания: проверить консервативность геномного окружения гена SA2981_1015.
К сожалению, БД SEED на момент выполнения задания оказалась не доступна, поэтому использовала аналогичную БД STRING.
Для выполнения задания был взят ген qoxA (SA2981_1015; продукт - Хинол-оксидаза полипептид II QoxA ; организм - Staphylococcus aureus (золотистый стафилококк, штамм 04-02981).
К сожалению, в STRING не нашлось именно этого штамма золотистого стафилококка, в связи с этим на сайте NCBI был проведен поиск (blastp) гомолога. Был найден гомолог цитохром aa3 хинол-оксидаза субъединица II (cytochrome aa3 quinol oxidase, subunit II) из организма Staphylococcus aureus subsp. aureus (Query cover = 100%, е-value = 0.0, ident = 100%).
Далее было выяснено, что STRING снова не может найти белок (по последовательности) из выбранного штамма (не смотря на то, что этот штамм имеется в БД). Вместо этого поиском по БД STRING было предложено выбрать один вариант из ниже приведенного списка белков в этой базе данных с сходными последовательностями.
Была выбрана хинол-оксидаза полипептид II QoxA (quinol oxidase polypeptide II QoxA) из штамма Mu50 золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus Mu50) (рис.1, выбранный белок выделен синим цветом).
Рис.1. Выбранный белок хинол-оксидаза полипептид II QoxA (quinol oxidase polypeptide II QoxA) из штамма Mu50 золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus Mu50) среди предлагаемых БД STRING для дальнейшего поиска геномного окружения.
На рисунке 2 представлены предсказанные функциональные партнеры.
Рис.2. Предсказанные с помощью STRING функциональные партнеры.
На рисунке 3 представлены найденные ортологи.
Рис.3. Геномное окружение гена хинол-оксидазы полипептид II QoxA (quinol oxidase polypeptide II QoxA) (отмечен красной стрелкой) из штамма Mu50 золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus Mu50). Чтобы увеличить изображение, перейдите по этой ссылке.
В окрестности гена хинол-оксидазы полипептид II QoxA (quinol oxidase polypeptide II QoxA) гена во многих геномах появляются гены (цвет, соответствующий каждому гену представлен на рис.1.):
- qoxC Хинол-оксидаза полипептид III (quinol oxidase polypeptide III) присутствует почти во всех рассмотренных геномах.
- qoxB Хинол-оксидаза полипептид I (quinol oxidase polypeptide I) присутствует во всех рассмотренных геномах.
- qoxD Хинол-оксидаза полипептид IV (quinol oxidase polypeptide IV) присутствует в геномах некоторых бактерий (тип Протеобактерии, тип Фирмикуты, типы Bacteroidetes и Chlorobi, надтип Chlamydiae-Verrucomicrobia) .
- ctaB Фарнезилтрансфераза протогем IX (protoheme IX farnesyltransferase) присутствует в большинстве рассмотренных геномов.
- ctaА Гем-синтаза (heme synthase) присутствует в менее, чем половине, рассмотренных геномов.
- Оставшиеся гены (представленные среди функциональных партнеров на рис.1.) единично представлены в малом числе геномов (представители Протеобактерий и бактерии из группы Fibrobacteres/Acidobacteria).
2. Опероны, DOOR
Цель задания: найти гены, входящие в один оперон с заданным, и сравнить находки с результатами из STRING.
На сайте DOOR был найден оперон, в которых входит ген хинол-оксидаза полипептид II QoxA (quinol oxidase polypeptide II QoxA), идентификатор SAV1061.
Номер оперона - 3439.
Подробная информация об опероне и генах, которые он содержит, представлена на рисунке 4.
Рис.4. Информация об опероне №3439 и генах, которые содержит данный оперон.
Изображение оперона не было найдено. В Genome Browser золотистого стафилококка нет.
С помощью БД STRING были найдены все гены, которые содержит данный оперон согласно БД DOOR. Как следует из анализа выдачи STRING эти гены присутствуют практически во всех рассмотренных организмах (за редким исключением).
3. Метаболические пути, KEGG
Цель задания: выяснить, связаны ли найденные белки с заданным функционально.
В базе KEGG был найден белок хинол-оксидаза полипептид II QoxA (quinol oxidase polypeptide II QoxA).
Данный белок в 1 метаболический путь - Oxidative phosphorylation (окислительное фосфорилирование).
На рисунке 5 представлено изображение данного метаболического пути.
Рис.5. Метаболический путь - окисительное фосфорилирование. Синим отмечены гены, найденные в БД STRING и БД DOOR, а красным - гены, найденные только БД STRING.
В этом метаболическом пути мне не удалось найти следующие гены, найденные в STRING: ctaA, ctaB, SAV1279, SAV1278. Вероятно, это связано с тем, что данные гены либо не связаны с данным метаболическим путем, либо являются достаточно редкими и присутствуют только в некоторых организмах и поэтому в пути не представлены (SAV1279).
Общие данные по гену представлены в таблице 1
Таблица 1. Итоговая таблица с информацией по гену.
