Занятие 5: Классификация ферментов EC
Сбор информации о ферменте PGH1_HUMAN
EC-код фермента PGH1_HUMAN - EC 1.14.99.1, что указано, например, в соответствующей записи Swiss-Prot.
Расшифровать EC-код и узнать об активности фермента можно с помощью сайта IUBMB Enzyme Nomenclature. На соответствующей странице указана информация о ферменте PGH1_HUMAN.
Расшифровка EC-кода для фермента PGH1_HUMAN
| Ранг классификации | Цифра | Описание | Описание (оригинал) |
| Класс | 1 | Оксидоредуктазы | Oxidoreductases |
| Подкласс | 14 | Взаимодействующие с парными донорами с объединением или восстановлением молекулярного кислорода | Acting on paired donors, with incorporation or reduction of molecular oxygen |
| Подподкласс | 99 | Разое | Miscellaneous |
| Порядковый номер | 1 | Простогландин-эндопероксид синтаза | Prostaglandin-endoperoxide synthase |
Фермент PGH1_HUMAN катализирует реакцию превращения арахидоновой кислоты в простагландин-H2, при этом фермент действует как диоксигеназа и как пероксидаза. Схема реакции с изображением соединений в виде структурных формул приведена ниже [источник].
Определение числа ферментов человека с близкими функциями, описаных в Swiss-Prot
С помощью SRS можно установить, сколько белков человека, описанных в Swiss-Prot, являются ферментами с тем же уровнем классификации, что и рассматриваемый фермент PGH1_HUMAN.
| Общий уровень классификации | Шаблон поиска по полю EC | Число белков человека |
| Класс | 1.*.*.* | 549 |
| Подкласс | 1.14.*.* | 158 |
| Подподкласс | 1.14.99.* | 9 |
| Порядковый номер | 1.14.99.1 | 2 |
Оценка сохранения функции фермента у белков со сходными последовательностями
Список всех белков мыши (Mus musculus) из Swiss-Prot, у которых класс классификации EC совпадает с таковым фермента PGH1_HUMAN (EC 1.14.99.1), получен с помощью SRS. При этом результат сохранён в виде двух файлов: oxidoreductases_mouse.fasta и oxidoreductases_mouse.txt. В первом файле приведены найденные последовательности в .fasta-формате, во втором — текстовая таблица с указанием ID и EC каждого найденного белка. Всего был найден 541 белок, из них 161 совпадает по подклассу, 9 совпадает по подподклассу, вся классификация совпадает у 2 белков.
С помощью программы blastp среди найденных белков можно определить сходные по последовательности с ферментом PGH1_HUMAN. При этом в качестве порога по e-value было использовано значение 1.
seqret sw:pgh1_human
makeblastdb -in oxidoreductases_mouse.fasta -out om -dbtype prot
blastp -query pgh1_human.fasta -db om -out pgh1_mouse_homologs.out -outfmt 6 -evalue 1
В результате было найдено 7 белков. Из этого числа находок 6 имеют e-value не больше 4e-04. Вероятно, эти последвоательности можно считать достоверными гомологами.
В таблице ниже отражено сохранение функции (т.е. тот или иной уровень классификации ферментов EC) в зависимости от позиции находки в выдаче blastp.
Сохранение функции фермента в зависимости от значения E-value по результатам поиска blastp для фермента PGH1_HUMAN (EC 1.14.99.1)
| ID белка | E-value | EC-код | Общий уровень классификации |
| PGH1_MOUSE | 0.0 | 1.14.99.1 | Вся классификация |
| PGH2_MOUSE | 0.0 | 1.14.99.1 | Вся классификация |
| PXDN_MOUSE | 1e-10 | 1.11.1.7 | Класс |
| PERT_MOUSE | 4e-09 | 1.11.1.8 | Класс |
| PERM_MOUSE | 6e-09 | 1.11.2.2 | Класс |
| PERE_MOUSE | 4e-04 | 1.11.1.7 | Класс |
| FAS_MOUSE | 0.64 | 2.3.1.85 | Нет |
Как видно, находки с наименьшими e-value совпадают с ферментом PGH1_HUMAN по всей классификации (EC-коду). При этом эти ферменты также являются простагландин G/H синтазами, что видно из идентификаторов белков, а также указано в соответствующих записях Swiss-Prot. Другие находки (кроме последней) имеют лишь общий с PGH1_HUMAN класс (оксидоредуктазы), однако принадлежат к другому подклассу — EC 1.11, к которому относятся оксидоредуктазы, катализирующие окисление с помощью H2O2. (Фермент с самым большим e-value для приведённых находок является ацилтрансферазой. При этом в его записи указаны 7 доменов, 2 из которых классифицированы как оксидоредуктазы.)