Главная


Практикум №8: "Gene Ontology"

Задание 1. Отнесение белка UDP-N-ацетилглюкозаминпирофосфорилазы (GlmU) из организма Caldilinea aerophila к терминам GO.


Данный белок аминркислотная последовательность - фермент, катализирующий следующую реакцию, в ходе которой при взаимодействии УТФ с N-ацетил-альфа-D-глюкозамин-1-фосфатом образуется УДФ-N-ацетил-D-глюкозамин и пирофосфат.

С помощью инструмента AmiGO поиском BLAST в БД GO был произведён поиск белка наиболее похожего на данный белок. Выдача BLAST представлена на Рис. 1.

Рис. 1. Выдача BLAST.
Лучшая находка - белок UDP-N-acetylglucosamine pyrophosphorylase (тот же фермент, что и наш) из Carboxydothermus hydrogenoformans (E-value: 6.6e-81).
Показатели выравнивания неплохие (Рис. 2) - хорошеее маленькое E-value, большой score, хорошая длина. Однако идентичных позиций не много (44%).

Рис. 2. Выравнивание с лучшей находкой.
Организм, к которому принадлежит лучшая находка - Carboxydothermus hydrogenoformans - термофильная анаэробная бактерия грамположительная, в то время, как бактерия, которой принадлежит наш белок - грамотрицтельная и представляет другой класс. То есть различия между организмами приличные.

Таблица 1. Термины GO, отнесенные к белку с идентификатором Uniprot Q3AFM0 (GLMU_CARHZ)

АспектИдентификатор GOНазвание терминаПеревод названия терминаКод типа достоверности
Биологический процесс (Biological process)GO:0009103lipopolysaccharide biosynthetic process Химические реакции и метаболические пути, приводящие к образованию липополисахаридов, структурных компонентов внешней мембраны грамотрицательных бактерийISS
Биологический процесс (Biological process)GO:0009252peptidoglycan biosynthetic process Химические реакции и метаболические пути, приводящие к образованию пептидогликанов - класса углевод-белковых полимеров, найденных в клеточных стенках бактерий ISS
Молекулярная функция (molecular function)GO:0003977 UDP-N-acetylglucosamine diphosphorylase activity Катализ следующей реакции: N-ацетил-альфа-D-глюкозамин-1-фосфат + UTP = дифосфат + UDP-N-ацетил-альфа-D-глюкозаминISS


Из всех кодов достоверности в таблице 1 есть только ISS.

ISA - выравнивание посмотрели, ISO - сравненили с ортологом, ISM - моделирование последовательности - подразделы ISS. Вывод: ISS - очень круто! Несколько разных способов ещё и человек, а не просто машина.

Задание 2. Описание термина GO:0003977 (UDP-N-acetylglucosamine diphosphorylase activity, UDP-N-ацетилглюкозаминдифосфорилазная активность)


Таблица 2. Описание кодов достоверности, использованных в Таблице 1.

Код типа достоверностиРасшифровка кода типа достоверностиОбъяснение
ISSInferred from Sequence or structural SimilarityДанный код присваивается в случае, когда аннотация выполнена вручную, "человек просмотрел", присваивается, когда подтверждён несколькими различными методами.

Таблица 3. Основные свойства термина GO:0003977 (UDP-N-acetylglucosamine diphosphorylase activity, UDP-N-ацетилглюкозаминдифосфорилазная активность)

СвойствоЗначение
Идентификатор (Accession)GO:0003977
Название (Name)UDP-N-acetylglucosamine diphosphorylase activity (UDP-N-ацетилглюкозаминдифосфорилазная активность)
Аспект онтологии (Ontology)molecular_function (функция на молекулярном уровне)
Синонимы (Synonyms)GlmU uridylyltransferase activity (GlmU-уридилтрансферазная активность)
N-acetylglucosamine-1-phosphate uridyltransferase activity (N-ацетилглюкозамин-1-фосфат уридилтрансферазная активность)
UDP-GlcNAc pyrophosphorylase activity (UDP-N-ацетилглюкозаминпирофосфорилазная активность)
UDP-N-acetylglucosamine pyrophosphorylase activity (UDP-N-ацетилглюкозаминпирофосфорилазная активность)
UDP-acetylglucosamine pyrophosphorylase activity (UDP-ацетилглюкозаминпирофосфорилазная активность)
acetylglucosamine 1-phosphate uridylyltransferase (ацетилглюкозамин-1-фосфат уридилтрансфераза)
Определение (Definition)Катализ следующей реакции: N-ацетил-альфа-D-глюкозамин-1-фосфат + UTP = дифосфат + UDP-N-ацетил-альфа-D-глюкозамин
Комментарий (Comment)Нет
Число родителей (из них - логически определенных)8(1)
Число потомков (из них - логически определенных)0(0)

Затем я перешёл на вкладку Graph View, где представлен граф отношений термина с родителями (Рис. 3). Внизу графа - термин. Сверху - главный родитель. Интересно, что граф раздваивается и сверху два! аспекта онтолигии: кроме ожидаемого аспекта molecular_function есть ещё один - biological process. в месте отделения ветви, заканчивающейся биологическим процессом, наблюдается единственное отношение, которое не принадлежит "is a" - "part of". Видно, что граф довольно простой, ответвлений почти нет, всего 8 родителей, только один из которых прямой. От термина к аспекту онтологии наблюдается переход от частного к общему, что логично.

Рис. 2. Граф отношений термина UDP-N-acetylglucosamine diphosphorylase activity с родителями. Все стрелки обозначают отношение "is a" (чёрный цвет), кроме одной стрелки, идущей от родителя "catalitic activity" к метаболическому процессу - здесь отношение "part of".

© Павел Волик
Факультет биоинженерии и биоинформатики, МГУ