• На главную
• Семестры
• Проекты
• Заметки
• Обо мне
• Ссылки

Функциональная роль гена в подсистеме. GO, SEED [,String]

Дан белок Q2YIT5 из прокариотической системы секреции.

>sp|Q2YIT5|
MVPFLVLAQQCAPTVAPQTMAAIVQVESGFNPYAIGVVGGRLVRQPVSLDEAITTAQSLE
AKGWNFSLGIAQVNRYNLPKYGSTYAQAFDPCKNLKMGSKILEDCYRRAIVKMPGQEQGA
LRAAFSCYYAGNFTGGFKTKPGSPSYVQKVVASADVTTKPIVVVPMIRKTPDAAAAVAAP
VKKRQPADRNSVLVDLHPSSQSMPATGTANAPVRLKTEQPATTDAPPGKDNTDGVVVF
			

Информация из Uniprot

Белок Q2YIT5 или VIRB1_BRUA2 из секреторной системы IV типа у Brucella abortus (strain 2308). Относится к семейству белков virB1. Длина последовательности белка 238 аминокислот.

Секреторная система IV типа

Секреторую систему IV типа также называют "адаптированной системой конъюгации", поскольку эта система действительно развилась из аппарата конъюгации (полового процесса) - контролируемого обмена участками ДНК между родственными бактериями. Эта секреторная система, обеспечивающая в том числе конъюгацию, присутствует у многих бактерий и архей и позволяет секретировать макромолекулы, включая ДНК, белки и их комплексы, в АТФ-зависимом процессе. Транспортный канал простирается через всю мембрану и состоит из белковых субъединиц нескольких типов. Он выдается за пределы клетки, что позволяет ему работать в качестве иголки и впрыскивать токсины напрямую в заражаемую клетку либо в клетку-хозяина. Эта секреторная система широко применяется бактериями — паразитами и симбионтами эукариот. На рисунке 1 приведена схема системы секреции.

Рис.1 Бактериальная секреторная система (PATH:bmf03070)
Схема взята с из базы KEGG.

(Увеличенное изображение при клике на картинке)

Термины GO

В записи UniProt описана одна запись термина GO: GO:0009405
Почему-то секреторная система IV типа в терминах GO не указана: GO:0043684 type IV secretion system complex: комплекс белков, обеспечивающих обмен ДНК при конъюгации, а также транспорт ДНК или белков во внеклеточное пространство или напрямую в клетку-хозяина. Более полная расшифровка терминов GO представлена в таблице 1.

Таблица 1. Расшифровка терминов GO

База данных SEED

На сайте SEED пройдем по ссылке на ген, кодирующий наш белок. Вверху страницы мы увидим краткую информацию. По данным SEED белок Q2YIT5 является пептидогликан гидролазой VirB1, задействованной в переносе T-ДНК. Внизу страницы мы увидим графическое окно с пятью гомологами из разных геномов.
Увеличим размер окрестности до 30000 п.н., чтобы проверить, нет ли гомологичных генов в большей окрестности. Number of regions поставим 20. Отобранные 10 последовательностей приведены на рисунке 2.

Рис.2 Карта окрестности гомологов моего гена
Гены, чьи относительное положение сохраняется как минимум в четырех других видах функционально связаны и выделены серым прямоугольником.

(Увеличенное изображение при клике на картинке)

Выравнивание ортологов сгенеририруем по ссылке Sequence > Align. Сохраним выравнивание в формате Clustal. Далее его импортируем в JalView и сохраним в виде проекта aln.jar

По ссылке Tabular Region information получим таблицу всех генов окрестностей. Скачаем ее и откроем в Excel. Построем сводную таблицу: по строкам – геномы, по столбцам – группы ортологов, тех, которые отмечены одним цветом и имеют один номер (колонка Set). В таблице 2 представлены только гены: относящиеся к заданной подсистеме секреции.

Таблица 2. Результаты сводной таблицы по находкам в базе данных SEED

Гены из подсистемы, как видно из рисунка 2, колокализованы (можно соотнести номера над серыми прямоугольниками на картинке и номерами в таблице 2). Колокализация возникает из-за необходимости одновременно транскрибировать и транслировать гены системы секреции. Наиболее важными генами являются VirB1, VirB4, VirB6, VirB8, VirB9, VirB10 (больше, чем 7 встреч).

Есть гены, находящиеся на другой цепи. Возможно это приспособление нужно для регуляции транскрипции. Белок virB3 заякорен во внутренней мембране, которую прошивает дважды насквозь, и выполняет структурную функцию в поддержании основания канала и заякоривания АТФазы virB4 в мембране. virB11 - АТФ-азы, необходимые для сборки комплекса секреции типа IV и секреции комплекса Т-ДНК. virB2 - главная субъединица пилуса, virB7 - липопротеин, который охватывает наружную мембрану и периплазму, virB5 - пилин.
Оперон virB достаточно консервативен как целое среди многих бактерий.

© Nuzhdina Ekaterina, 2012