Трансмембранные белки

1. База данных OPM

Для выполнения задния были выбраны два белка - белок 2WSW и белок 5JZT. Первый из которых - L-карнитин/гамма-бутиробетаин антипортер CaiT (L-carnitine/gamma-butyrobetaine antiporter CaiT) грам-отрицательной бактерии Proteus mirabilis - участвует в пути метаболизма карнитина, который является частью метаболизма амина и полиамина [1]. А второй белок - это цитотоксический энтеротоксин аэролизин бактерии Aeromonas hydrophila, который может привести к повреждению тканей. В таблице ниже приведены описания белков, а также изображения их расположения по отношению к мембране. Красным цветом показана внешняя часть мембраны, а синим - внутренняя. Красными шариками (особенность БД OPM) показана положительно заряженная часть мембраны, синими - отрицательно заряженная. Данные по этим белкам представлены в таблице 1.

Таблица 1. Данные по белкам.

Белок 2WSW 5JZT
Название L-carnitine/gamma-butyrobetaine antiporter (CaiT) Aerolysin
Толщина гиброфобной части мембраны 29.8 ± 0.5 A 22.8 ± 3.0 A
Трансмембранные спирали/?-тяжи (а.о.) 1(13-30),2(52-67),3(92-98),4(102-112),5(132-142),6(144-154),7(187-216),8(231-248),9(254-277),10(312-335),11(348-370),12(404-433),13(447-464),14(469-492) 1( 238- 245), 2(254-259)
Среднее количество остатков в одной спирали/тяже 17.93 6
Мембрана локализации Внутренняя мембрана грам-отрицательной бактерии Proteus mirabilis Цитолитический порообразующий токсин, экспортируемый грамотрицательной бактерией Aeromonas hydrophila




Рисунок 1. Изображение исследуемого белка 2WSW



Рисунок 2. Изображение исследуемого белка 5JZT


У белка 2WSW были обнаружены лиганды. Данные по лигандам представлены в таблице 2.


Таблица 2. Описание лигандов L-карнитин/гамма-бутиробетаин антипортера CaiT (2WSW).

ID Название Идентификатор Ссылка в базе PDB
GOL GLYCEROL propane-1,2,3-triol [ссылка]
CM5 5-CYCLOHEXYL-1-PENTYL-BETA-D-MALTOSIDE (2R,3R,4S,5S,6R)-2-[(2R,3S,4R,5R,6R)-6-(5-cyclohexylpentoxy)-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol [ссылка]
1PE PENTAETHYLENE GLYCOL 2-[2-[2-[2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethanol [ссылка]

2. Анализ предсказания трансмембранных спиралей

Далее было необходимо оценить корректность предсказания сервисов TMHMM и Phobius (рисунки 3 и 4).



Рисунок 3. Результаты TMHMM.




Рисунок 4. Результаты Phobius.

Обе программы показали 12 трансмембранных участков, однако это не так: согласно аннотации и структуре, трансмембранных участков на самом деле 14. Совпадают между собой и с действительностью предсказания первого участка (тут TMHMM оказался точнее), а начиная со второго - предсказание уже неточно и сильно смещено. Стоит отметить, что предсказания двух используемых сервисов практически идентичны.

3. База данных TCDB

Дальнейшие действия заключались в поиске в TCDB белки из задания 1. Только один из двух белков был найден в базе данных TCDB - 2WSW - 2.A.15.2.2 (код для этого белка указан ниже).
2.[...] — потенциал-зависимые электрохимические транспортёры;
2.A.[...] — симпорты, антипорты, унипорты;
2.A.15.[...] — транспортёры бетоинового, карнитинового и холинового семейства.
Официальная классификация не дает названия подсемейству.


Ссылки: