Селинадиен-синтаза (селина-4(15),7(11) -диен-синтаза) характерна для актинобактерии Streptomyces pristinaespiralis[1]— продуцента антибиотика пристиномицина, который используют при лечении стафилококковых инфекций[2]. Из бактерий рода Streptomyces выделено около 2/3 клинически используемых антибиотиков, в частности первый эффективный против туберкулеза стрептомицин. Селинадиен-синтаза катализирует циклизацию (2E, 6E) -фарнезилдифосфата в селина-4(15),7 (11)-диен. Эта реакция важна для продукции вторичных метаболитов, которые потенциально могут иметь противомикробные свойства [3] (показано, что повышенная продукция сходного по структуре селина-4(14),7(11)-диена связана с устойчивостью некоторых сортов хмеля к мучнистой росе [4]).
Существование селенадиен-синтазы доказано экспериментами на уровне белка. Для неё известна структура в двух конформациях: с дифосфатом (открытая) и дигидрофарнезилпирофосфатом (закрытая) [3]. Сведения об ID белка в различных базах данных, длине и других параметрах представлены в таблице 1.
| Раздел UniProtKB | Swiss-Prot |
| UniProt ID | SEDS_STRE2 |
| UniProt AC | B5HDJ6 |
| EMBL AC | CM000950; EDY64907.2 |
| PDB ID | 4OKM; 4OKZ |
| Длина | 365 аминокислотных остатков |
| Молекулярная масса | 41238 Да |
| Рекомендуемое название | Selina-4(15),7(11)-diene synthase ((2E,6E)-farnesyl diphosphate cyclizing) |
| Структура | полная, есть две кристаллизации: с дифосфатом и дигидрофарнезилпирофосфатом |
Для поиска близких по функциям белков использовала параметр name:"type 1 terpene cyclase" [ссылка на таблицу]. 8 из них принадлежат бактериям того же типа (name:"type 1 terpene cyclase" taxonomy:actinobacteria), причем 6 из них — того же рода (name:"type 1 terpene cyclase" taxonomy:streptomyces), 3 — эукариотам (name:"type 1 terpene cyclase" taxonomy:eukaryota).
Поиск среди подтвержденных небактериальных ферментов с тем же субстратом, существование которых доказано на уровне белка или транскрипта осуществляла при помощи параметров: annotation:(type:"catalytic activity" "2e 6e -farnesyl diphosphate") NOT taxonomy:bacteria OR existence:"Evidence at protein level [1]" OR existence:"Evidence at transcript level [2]" AND reviewed:yes [ссылка на таблицу].
Сводная таблица по количеству записей с различными параметрами представлена ниже(сам исследуемый белок не учитывался). SEDS_STRE2 является и сидом, и репрезентативной последовательностью для кластеров UniRef100 и UniRef90, поскольку является единственной записью, составленной на основании рентгено-структурного анализа, для кластера UniRef50 сидом является A0A4Y3R924_STRCI, так как она длиннее SEDS_STRE2. Для уточнения источника последовательности в кластере использовала параметр existence.
| Кластер | как получены данные о белках в кластере | число таких белков |
| UniRef100_B5HDJ6 | предсказаны на основе гомологии | 1 |
| UniRef90_B5HDJ6 | предсказаны на основе гомологии | 2 |
| UniRef50_B5HDJ6 | предсказаны на основе гомологии | 64 |
| предсказаны по ORF | 4 |
Провела сравнительный анализ протеома Streptomyces pristinaespiralis с модельной Streptomyces coelicolor из того же рода. Анализировала три группы белков: трансмембранные, ферменты и участвующие во вторичном метаболизме. Последнюю группу выбрала, потому что бактерии этого рода широко используются для получения новых антибиотиков. Сравнеие показало, что протеом второго организма исследован лучше.
| организм | Streptomyces pristinaespiralis | Streptomyces coelicolor |
| ID протеома | UP000002805 | UP000001973 |
| всего записей | 6866 | 8038 |
| Трансмембранные | 1173 | 599 |
| в т.ч. в Swiss-prot | 0 | 79 |
| ферменты | 744 | 938 |
| в т.ч. в Swiss-prot | 2 | 511 |
| участвующие во вторичном метаболизме | 3 | 2 |
| в т.ч. в Swiss-prot | 2 | 1 |
Комманды в расширенном поиске для каждого вида и группы:
В разделе находится информация о функции, каталитической активности, кофакторах, метаболических путях, клеточной и тканевой локализации и другие комментарии. Каждый подраздел предваряется знаком «-!-» и соответствующим заголовком, после которого следует двоеточие. Подразделы содержат коды ECO и ссылки на литературу (код PubMed), заключенные в фигурные скобки и разделенные знаком «|». [5]
Для селинадиен-синтазы в этом разделе указана функция, каталитическая активность, кофакторы (3 Mg 2+), метаболический путь, к которому она принадлежит, субъединица (мономер), каталитический домен и группа сходства (семейство терпен-синтаз).
[1] Rabe P1, Dickschat JS. Rapid chemical characterization of bacterial terpene synthases. Angew Chem Int Ed Engl. Feb 4; Volume 52, Issue 6, 2013, Pages 1810-1812
[2] Jiali Meng, Rongrong Feng, Guosong Zheng, Mei Ge, Yvonne Mast, Wolfgang Wohlleben, Jufang Gao, Weihong Jiang, Yinhua Lu. Improvement of pristinamycin I (PI) production in Streptomyces pristinaespiralis by metabolic engineering approaches. Synthetic and Systems Biotechnology, Volume 2, Issue 2, 2017, Pages 130-136.
[3] Baer P, Rabe P, Fischer K, Citron CA, Klapschinski TA, Groll M, Dickschat JS. Induced-fit mechanism in class I terpene cyclases. Angew Chem Int Ed Engl. Jul 14; Volume 53, Issue 29, 2014, Pages 7652-7656.
[4] R.D. Hartley, C.H. Fawcett. The separation and identification of selina-4(14),7(11)-diene, a new sesquiterpene from hops (Humulus lupulus). Phytochemistry, Volume 8, Issue 3, 1969. Pages 637-643