Геномное окружение. База данных GO

Необходимо получить изображение геномного окружения КОГа c помощью сервисов STRING и/или COGNAT и прокомментировать полученные результаты.
Из двух обнаруженных КОГов я выбрала один с наилучшим E-value, а именно COG0415.

Было получено изображение с помощью STRING (рис. 2). Ограничения по организму выставлено не было, т.к. в базе информации по моему организму найдено не было.
Параметры программы были взяты по умолчанию: максимальное количество взаимодействующих по первой линии белков (first shell interactors) - 10, минимальный требуемый
score взаимодействия - 0.400.

Рис.4 Взаимосвязи белка NP_354235.1(Atu1218)

Пояснения по рисунку можно найти в легенде(рис. 5), а также в разделе Help сервиса STRING, где изложена подробая документация.

На данном рисунке каждый узел графа символизирует белок(совокупность всех его изоформ и посттрансляционных модификаций, транскрибирующихся с одного и того же локуса гена).
Ребра графа символизируют белок-белковые ассоциации (это не обязательно означает, что белки механически взаимодействуют друг с другом; они могут быть связаны и функционально).
Белки, для которых известна 3D-структура отображены большимим узлами с соответсвующим изображением внутри, остальные белки отображены узлами меньшего размера.
Красным цветом выделен исходный анализируемый белок.

Цвет ребер также несет смысловую значимость. Ребра, окрашенные малиновым, отражают экспериментально доказанные взаимосвязи, голубым - взаимосвязи, информация о которых
получена из курируемых баз данных. Зеленые ребра отражают соседство в геноме, синие - совместную встречаемость, красные - слияние генов. Салатовые ребра означают совместное
упоминание данных белков в Pub-Med Abstract, черные - коэкспрессию, а светло-фиолетовые - гомологию. Полный список интерпретаций цветовых обозначений можно посмотреть здесь.
На нашем графе наибольшее число ребер окрашены в зеленый, светло-голубой, салатовый или синий (взаимосвязи, которым нельзя верить на 100%). Однако есть и достаточное количество (5)
достоверных взаимосвязей, установленных экспериментально. Ниже на рисунке 5 можно увидеть таблицу, отражающую все взаимосвязи нашего белка с остальными белками на графе,
а также score данных взаимосвязей.

Рис.5 Легенда

В выданной группе белков наблюдается консервативное геномное окружение. Наблюдаются очевидные повторяющиеся паттерны расположения генов в разных группах организмов (рис. 6).
Наиболее распространенным является паттерн Atu0645 и исследуемого нами белка Atu1218(на картинке белки обозначены красным и темно-зеленым, блоки их паттернов выделены салатовым
цветом). Также довольно часто встречается длинный паттерн из 5-ти белков: Atu0645 — Atu1218 — Atu0649 — Atu1978 — Atu1977(на рис.6 блоки выделены синим цветом).
В некоторых случаях наблюдается вариабельность, выражающаяся в виде перестановки белков внутри паттернов или изменения направления. Дополнительные вставки в рамках одного
паттерна не характерны. Важно заметить, что здесь и в таблице используются идентификаторы генов белков.

Рис. 6 Геномное окружение COG0415, программа STRING

Описания белков паттернов представлены в таблице 2. Как видно из описаний, статус Reviewed имеет только один белок, Annotation score у всех белков, кроме этого, также был очень низкий.
Делать выводы о функциональном сходстве в данном случае не очень корректно на мой взгляд.

Таблица 2. Описания белков, входящих в консервативный паттерн

Отнесение белка ДНК-фотолиазs из бактерии Agrobacterium fabrum str. C58 к терминам GO

С помощью инструмента AmiGO поиком BLAST в базе данных GO был обнаружен белок, наиболее похожий на NP_354235.1. (UniProtKB - A9CJC9 (PHRA_AGRFC)). Им оказался белок
Q83CE4 (Q83CE4_COXBU) - предполагаемая дезоксирибодипиримидин фотолиаза из организма Coxiella burnetii (strain RSA 493). Изначально выданный мне белок выполняет ту же функцию,
но принадлежит другому организму - Agrobacterium fabrum str. C58.

Рис.7 Выравнивание белков PHRA_AGRFC и Q83CE4_COXBU

На рисунке 7 можно увидеть выравнивание нашего белка и лучшего белка-находки. Длина выравнивания - 472 (длина нашего белка - 479, белка-находки - 472). Probability составляет 5.9e-112.
Очевидно, что найденный в БД GO белок не является тем же самым, что и исходный. Тем не менее степень сходства у этих белков хоть и не высокая, но достаточная, о чем можно судить по неплохому
Probability и удовлетворительному проценту совпадений.

На странице белка Q83CE4 (Q83CE4_COXBU) по ссылке N term associations была получена информация о терминах GO, отнесенных к данному белку. Их оказалось всего 2. Найденные термины представлены
в таблице 3. Объяснения встречающихся в таблице 3 кодов достоверности представленs в таблице 4.

Таблица 3. Термины GO, отнесенные к белку с идентификатором Uniprot Q83CE4 (Q83CE4_COXBU)

Таблица 4. Описание кодов достоверности

[1] Wiki

© Avdiunina Polina, 2017