Практикум 8. UniProt

0.Введение

Идентификатор автоматической трансляции из нуклеотидного архива (INSDC CDS):CAJ51144.1

Бактериородопсин-1 (Bacteriorhodopsin-I) (рис.1) - представляет собой мембранный белок. Его работа связана с преобразованием энергии света, которое вызывает цикл реакций, связанных с пространственно ориентированным поглощением и высвобождением протона. Таким образом создается электрохимический градиент, обеспечивающий синтез АТФ в клетке АТФ-синтазой [1]. Бактериородопсин-1 образован семью трансмембранными спиралями (TMHs) и ковалентно связанным хромофором сетчатки [2].

Бактериородопсин-1 осуществялет фотосинтез у Halobacteria (галобактерий), крайней галофильной ветви царства архебактерий. Для галобактерий оптимальные условия для фототрофного роста включают в себя агрессивную среду, состоящую из соли, и существуют при высоких температурах, при этом единственным источником энергии является свет [3]. Например, он встречается у Haloquadratum walsbyi и взаимодействуют с АТФ-синтазой для преобразования захваченной солнечной энергии в АТФ [4].

Для белка известна пространсвенная структура, PDB 4QI1 с лучшим разрешением 1,85 A.

В кластере UniRef100 содержится 3 белка, в UniRef90 - 9, в UniRef50 - 189 белков.

Bacteriorhodopsin — **Рис.1** Бактериородопсин-1 [4]

1. Выбор и скачивание протеомов

Для археи Haloquadratum walsbyi я выбрала ее референсный протеом с ID:UP000001975. Всего белков в этом протеоме 2558, из которых 213 в SwissProt. В BUSCO C:92.7%[S:92.5%,D:0.2%],F:0.1%, M:7.2% (значения, на мой взгляд, хорошие).CPD с сильным занижением (что вызывает опасения, так как это говорит о сильных отличиях от протеомов близких организмов).

Для сравнения я взяла референсный протеом Haloferax volcanii (Halobacterium volcanii) с ID:UP000008243. Всего в этом протеоме 3921 белок, из которых 192 в SwissProt. В BUSCO C:99.9%[S:99.7%,D:0.2%],F:0.1%,M:0% (значения близки к идеальным). CPD близок к стандартному (высокие значения). Этот организм относится к тому же семейству,так же существует в экстремальных условиях высокой солености и температур, но, в отличие от Haloquadratum walsbyi его можно очень легко культивировать. Так же молекулярная биология археи изучалась в течение последнего десятилетия, чтобы узнать больше о репликации ДНК, репарации ДНК и синтезе РНК.

В целом оба протеома средне изучены, так как значения в SwissProt небольшие.

Для скачивания протеомов я использовала следующие команды:

wget 'https://www.uniprot.org/uniprot/?query=proteome:up000001975&format=txt&compress=yes' -O UP000001975.swiss.gz
wget 'https://www.uniprot.org/uniprot/?query=proteome:up000008243&format=txt&compress=yes' -O UP000008243.swiss.gz

2. Сравнение протеомов по представленности определенных групп белков

1. Tрансмембранные белки

Для Haloquadratum walsbyi:

annotation:(type:transmem) AND organism:"Haloquadratum walsbyi (strain DSM 16790 / HBSQ001) [362976]" AND proteome:up000001975
Количество найденных белков: 535
Доля в протеоме: 20,91%

Для Haloferax volcanii (Halobacterium volcanii):

annotation:(type:transmem) AND organism:"Haloferax volcanii (strain ATCC 29605 / DSM 3757 / JCM 8879 / NBRC 14742 / NCIMB 2012 / VKM B-1768 / DS2) (Halobacterium volcanii) [309800]" AND proteome:up000008243
Количество найденных белков: 890
Доля в протеоме: 22,70%

Содержание трансмембранных белков в протеомах обоих организмов отличается незначительно.

2. Ферменты

Для Haloquadratum walsbyi:

ec:* AND organism:"Haloquadratum walsbyi (strain DSM 16790 / HBSQ001) [362976]" AND proteome:up000001975
Количество найденных белков: 712
Доля в протеоме: 27,83%

Для Haloferax volcanii (Halobacterium volcanii):

ec:* AND organism:"Haloferax volcanii (strain ATCC 29605 / DSM 3757 / JCM 8879 / NBRC 14742 / NCIMB 2012 / VKM B-1768 / DS2) (Halobacterium volcanii) [309800]" AND proteome:up000008243
Количество найденных белков: 952
Доля в протеоме: 24,28%

Разница в содержании ферментов так же незначительная, но уже больше, чем у трансмембранных белков.

3. Функциональная группа с особыми биофизикохимическими свойствами

Для Haloquadratum walsbyi:

annotation:(type:biophysicochemical_properties) AND organism:"Haloquadratum walsbyi (strain DSM 16790 / HBSQ001) [362976]" AND proteome:up000001975
Количество найденных белков: 2
Доля в протеоме: 0,08%

Для Haloferax volcanii (Halobacterium volcanii):

annotation:(type:biophysicochemical_properties) AND organism:"Haloferax volcanii (strain ATCC 29605 / DSM 3757 / JCM 8879 / NBRC 14742 / NCIMB 2012 / VKM B-1768 / DS2) (Halobacterium volcanii) [309800]" AND proteome:up000008243
Количество найденных белков: 29
Доля в протеоме: 0,74 %

У Haloferax volcanii (Halobacterium volcanii) имеется значительно большее количесво разнообразных белков для особых биофизикихимических целей, чем у Haloquadratum walsbyi, у которых из этой группы имеются 2 бактериородопсина. Возможно это связано с более экстремальными условиями проживания Haloferax volcanii (Halobacterium volcanii).

3. Сравнение протеомов по первой аминокислоте в каждом белке

Для Haloquadratum walsbyi:

zcat UP000001975.swiss.gz | seqret -filter 'swiss::stdin:*[1:1]' | grep -v '^>' | sort | uniq -c
2558 M

Для Haloferax volcanii (Halobacterium volcanii):

zcat UP000008243.swiss.gz | seqret -filter 'swiss::stdin:*[1:1]' | grep -v '^>' | sort | uniq -c
3921 M

Все белки в обоих протеомах начинаются с метионина. Из этого можно сделать вывод, что у них всех присутсвуют начальные участки в полном объеме.

Практикум 8. UniProt

0.Введение

1. Выбор и скачивание протеомов

2. Сравнение протеомов по представленности определенных групп белков

1. Tрансмембранные белки

2. Ферменты

3. Функциональная группа с особыми биофизикохимическими свойствами

3. Сравнение протеомов по первой аминокислоте в каждом белке

Список литературы