Освоение навыков работы в Uniprot и DOOR2

С помощью сервиса IDMapping на сайте Uniprot был найден идентификатор моего белка - D7GXG0. С помощью поиска внутри базы данных было найдено 11 результатов, лишь 9 из которых были белками представителей рода Flavobacteriaceae, при этом лишь один не принадлежал самой Zobelia galactinovorans. По этой причине я выбрал один белок, принадлежащий ей - Beta-porphyranase B и одноименный белок, принадлежащий Formosa agariphila.

Так как точно вырезать необходимые мне данные только с помощью операции grep было бы затруднительно(в некоторых случаях необходимость вырезания строки определяется предшествующими), то был написан bash-скрипт, который можно скачать по этой ссылке.(Спасибо Светлане Яровенко за идею создания данного скрипта). Скрипт работает из командной строки, результаты сохраняются в папке results.

Таблицу Excel с сравнительной характеристикой белков можно скачать по этой ссылке.

В прошлых заданиях мы использовали два интересных сервиса - PDBeFold и SWISS-Model. Так в базе данных есть 3D-структуры первых двух белков, то их можно было сравнить с помощью первого сервиса.К сожалению, для белка, взятого из другой бактерии такой возможности нет. Поэтому я использовал второй сервис, который показывает наиболее вероятные модели белка. Результаты можно увидеть на рис. 1 и рис. 2 соответсвенно. Также можно скачать таблицу с первыми результами и файл со структурой β-porphyranase B (GH16), полученной при моделировании по β-порфираназе Zobelia galactinovorans

Помимо этого я использовал BLAST(blastp (protein-protein BLAST)) для того, что получить больше информации о β-porphyranase B (GH16). В результатах среди похожих последовательностей были последовательности β-порфириназ A,B,C,D,E из бактерии Zobellia galactanivorans. Скачать файл с последовательностями данных белков можно по этой ссылке. Кроме того, были выделены консервативные домены в белке.( рис. 3 и рис. 4).

Рис. 1. Результаты сравнения β-порфириназы A и β-порфириназы B из бактерии Zobellia galactanivorans в PDBeFold

Рис. 2. Результаты моделирования структуры белка β-porphyranase B (GH16), принадлежащего Formosa agariphila, в SWISS-Model.

Рис. 3. Результаты работы BLAST с β-porphyranase B (GH16), принадлежащим Formosa agariphila.

Рис. 4. Выравнивание β-порфираназы B (GH16) с β-порфираназами A,B,C,D,E, принадлежащим Formosa agariphila.

Необходимо было ответить на три вопроса, из предложенных нам на выбор. Я выбрал следующие:

1. В какой части бактериальной клетки локализован Ваш белок? На какой участок вашего белка Вы бы стали воздействовать,чтобы помешать его правильной локализации в клетке?
   - Он локализован в периплазматическом простарнстве. Чтобы помешать его правильной локализации, я бы воздействовал на начальные аминокислоты, т.к в начале последовательности скорее всего закодирован сигнальный пептид, определяющий локализыцию белка.
2. Последовательности большинства белков начинаются с метионина. Почему? После биосинтеза в процессе созревания белка метионин может быть удален. Указан ли метионин в начальной позиции заданного белка? А удаляется ли он потом?
   - Это происходит из-за того, что стартовый кодон - AUG - кодирует метионин. Стоит отметить, что метионин вырезается не всегда, но в данном случае об этом судить затруднительно, так как в файлах всех моих трех белков указано, что полученные последовательности являются последовательностями предшественников, не подвергщихся пострансляционной модификации.
3. Предложите мутацию, которая, на Ваш взгляд, сильно повлияет на активность белка. Ответ требует краткого обоснования:
   - Основываясь на данных Uniprot записи белка можно предложить три замены - Lys120->Met; Glu139->Ser; Arg148->Asp(указано нарушение активности фермента во всех трех случаях)

Как уже отмечалось ранее, было найдено 11 возможных ортологов моего белка. При этом в базе UniProtKB/Swiss-Prot их 7, это записи, которые были просмотрены экспертами, а в базе UniProtKB/TrEMBL - 4 - эти записи еще просмотрены не были.

Описание оперона АТФ-синтазы в геноме Zobellia galactanivorans

Оперон — функциональная единица генома у прокариот, в состав которой входят цистроны (гены, единицы транскрипции), кодирующие совместно или последовательно работающие белки и объединенные под одним (или несколькими) промоторами. Такая функциональная организация позволяет эффективнее регулировать экспрессию (транскрипцию) этих генов В прошлом семестре мы делали предположение о возможном опероне АТФ-синтазы( ссылка на страницу прошлого семестра). Теперь необходимо было посмотреть оперон АТФазы в DOOR2. Результат можно увидеть на рис.5 и на рис.6.

Мои результаты не совпали с данными DOOR2, но стоит отметить, что вероятность правильности прогноза - 64%, т.е на самом деле оперон может быть другим.

Рис. 5. Опероны в районе atp2, желтым подкрашен вероятный АТФазный оперон.

Рис. 6. Данные об вероятном опероне АТФазы

Описание оперона β-порфираназы в геноме Zobellia galactanivorans

В прошлом семестре мы также пытались предсказать оперон нашего белка.( ссылка на страницу прошлого семестра). Я нашел вероятный оперон своего белка в базе DOOR2. К сожалению, мало вероятно, что указанный оперон действительно именно такой, скорее всего, результат получен программой автоматически, т.к не указана даже вероятность верности предположения, да и вид оперона не внушает доверия. Результат поиска можно увидеть на рис.7 и на рис.8

Рис. 7. Опероны в районе atp2, желтым подкрашен вероятный оперон β-порфираназы.

Рис. 8. Данные об вероятном опероне β-порфираназы