Мембранные белки

Для работы мне был выдан белок с идентификатором 4wis в базе данных pdb. Предсказание его расположения в мембране, полученное с помощью базы данных OPM, можно посмотреть на рисунке 1. Это цитоплазматический белок гриба Nectria haematococca. Это скрамблаза - фермент, переносящий фосфолипиды между слоями мембраны.

Рисунок 1. Пространственная структура белка с идентификатором 4wis. Рисунок получен с помощью базы данных OPM и Jmol. Красный слой - внутренняя сторона мембраны (n-сторона), синий - внешняя (p).

Для проверки работы сервиса TMHMM и проверки консервативности мембранных белков, я нашла гомологи исходного белка. Среди бактерий при поиске по базе данных Reference proteins был найден один белок, а среди архей с достаточно низким E-value находок нет. Из эукариотических находок я выбрала белки из максимального числа таксонов. Выбранные последовательности в формате fasta можно скачать здесь, их всего 23. С помощью алгоритма muscle я построила множетвенное выравнивание. Оно доступно в проекте Jalview.

В этом проекте аннотированы трансмембранные элементы исходного белка по данным из базы OPM. Работу сервиса TMHMM я проверила на примере гомолога исходного белка из семги. Первые 5 транскмембранных спиралей исходной скрамблазы гриба в выравнивании точки точно соответствуют всем найденным TMHMM для семги. А вот на всем оставшемся С-концевом участке трансмембранных элементов найдено не было, хотя в выравнивании присутствуют консервативные участки, отвечающие мембранным компонентам исходного белка.

На рисунке 2 представлена структура исходного белка, полученная с помощью Jalview, я искала гомологи по одному из двух доменов белка, что соотвествует белой структуре. Аминокислоты в равнивании были покрашены в соответсвии с их гидрофобностью. Градиент от синего к красному представляет увеличение гидрофобности. Покрашены только позиции с процентом идентичности 40% и больше.

Рисунок 2. Пространственная структура белка с идентификатором 4wis. Градиент до синего к красному соответствует увеличению гидрофобности. Рисунок получен с помощью Jalview.

Как видоно из рисунка 2, в трансмембранных спиралях больше гидрофобных аминокислотных остатков, но гидрофильные более консервативные (на рисунке ярче). Это может быть связано с ее функцией - перенос фосфолипидов, которые имеют гидрофильную головку.

В целом, трансмембранные элементы намного консервативнее, что хорошо видно на рисунке 2 - цитоплазматиечкие и внеклеточные участки не покрашены. В них часто встречаются обширные делеции и мутации.