Учебный сайт Полины Байкузиной

Главная Семестры О себе Ссылки

Мембранные белки

Задание 1. Анализ множественного выравнивания трансмембранных белков

Данный белок: богатый триптофаном белок-транслокатор TspO (Tryptophan-rich protein TspO), идентификатор в PDB: 4rym.

Для белка была получена репрезентативная выборка гомологов с помощью BLAST на сайте EMBL EBI по кластерам UniRef50. Репрезентативная выборка содержит 200 гомологов, E-value худшей находки 1.8E-11. Затем было получено множественное выравнивание программой Muscle.

Не все последовательности хорошо выровнялись, также были и короткие белки. Удаленные короткие белки: Q8KEI1, R7F1X7, U2CG21, R5PZV6, R5DWA6, R7MD76, R5HLF7, A0A0F9K3D0, U2E8Q1, C2WPG8, A0A0E0W3K1, C2X0G0. Плохо выровненные последовательности: A0A127SG77, B0MWK7, UPI0003B73405, I0YSH2.

Cсылка на файл с итоговым выравниванием.

С выравниванием также можно ознакомиться в проекте Jalview (окно alignment).

Выравнивание было открыто в программе Jalview. Первая последовательность в выравнивании - исходный белок. С этой последовательностью ассоциирована 3D-структура данного белка (рис.1), в соответствии с которой были размечены трансмембранные спирали ("M"в строке "TM_REAL").

Рис.1. Пространственная структура белка-транслокатора TspO, цепь А (идентификатор PDB 4rym). Голубым цветом отмечены гидрофобные остатки (Met, Ile, Leu, Val, Phe, Trp, Ala), красным - положительно заряженные (Lys, Arg), зеленым - полярные (Ser, Thr, Asn, Gln), синим - отрицательно заряженные (Asp, Glu). Tyr, Cys, Pro, Gly - остатки, о полярности которых нельзя высказаться однозначно, покрашены желтым цветом. Схема задана через опцию User defined. Above Identity Threshold - не установлен. Часть, ориентированная в n-сторону мембраны находится сверху, а ориентированная в p-сторону - снизу.

Позиции, соответствующие трансмембранным спиралям, в основном представлены гидробофными аминокислотными остатками (L, V, I, F и другие). Из выравнивания видно, что в трансмембранных спиралях и в участках между спиралями встречаются достаточно консервативные позиции. В трансмембранных спиралях также встречаются полярные и отрицательно заряженные аминокислотные остатки. Возможно, их присутствие связано с функцией белка (данный белок связывает стероиды и порфирины).

На рис.2 представлено изображение белка с окраской по гидрофобности (JalView Hydrophobicity). Был установлен порог идентичности 10%. Как видно из рисунка, уже при таком низком пороге очень мало консервативных колонок, поэтому говорить о консервативности многих участков сложно.

Рис.2. Пространственная структура белка-транслокатора TspO, цепь А (идентификатор PDB 4rym) с окраской по гидрофобности (JalView Hydrophobicity). Порог идентичности 10%.

Затем для гомолога C2W6V5 было получено предсказание трансмембранных спиралей, выдаваемых программой TMHMM. Описание предсказанных трансмембранных участков в строке аннотаций "TM_PREDICTION" (буква "Р"). В целом, предсказание участков совпало с реальностью. Разница составляет всего лишь несколько позиций.

Рис.3. Результат предсказания трансмембранных участков для белка R8V8D7 с помощью сервиса TMHMM.

© Полина Байкузина, 2016