Занятие 9. Транспортные белки.

Построение парного выравнивания исследуемого белка и заданного прототипа

а) На сайте банка PDB по ID 1LDF был найден нужный белок.
Полученный файл в формате fasta.

б) Для поиска белка в Uniprot была использована база данных SRS
(Library Page -> UniProtKB/Swiss-Prot -> Query Form -> AC P0AER0).
Полученный файл в формате fasta.

Для сравнения последовательностей белка-прототипа была использована програма GeneDoc.
Полученный файл в формате html.

Из файла видно, что последовательности белка-прототипа, полученные из разных БД, отличаются по 200ой позиции.

Выравнивание заданного белка (UniProt) и белка-прототипа (PDB).

Парное выравнивание получено с помощью программы needle.
Характеристики выравнивания:

  Gap_penalty: 10.0            
  Extend_penalty: 0.5          
                               
  Length: 283                  
  Identity:     224/283 (79.2%)
  Similarity:   252/283 (89.0%)
  Gaps:           6/283 ( 2.1%)
  Score: 1179.5
  

Готовое выравнивание было импортированно в GeneDoc.
Полученный файл marking.msf



Разметка мембранных сегментов на выравнивании

Использовалась база данных OPM.

По идентификатору PDB белка-прототипа было найдено описание ориентации белка в мембране.
В соответствии с этим в программе GeneDoc к парному выравниванию заданного белка и прототипа была добавлена еще одна строка-"OPM", где символами "H" обозначили позиции аминокислот мембранных
сегментов, "+" - позиции цитоплазматических петель (и хвостов), "-" - остальные (в периплазме).

Полученный файл marking1.msf

Предсказание топологии заданного белка с помощью наиболее популярной программы (TMHMM)

Использованный сервер TMHMM

Результат предсказания с сервера.

В программе GeneDoc к выравниванию была добавлена четвертая "последовательность" TMHMM,
где на основании предсказания TMHMM символами "H" обозначили позиции аминокислот мембранных
сегментов, "+" - позиции цитоплазматических петель (и хвостов), "-" - позиции вне клетки.

Полученный файл в формате html.
В файле фиолетовым раскрашены выровненные последовательности белков, а желтым - позиции
мембранных аминокислот, одинаково предсказанные обоими описанными выше способами.

Полученный файл в формате Clustal.

Оценка качества предсказания

Сравните полученное предсказание с данными ОРМ. Рассмотрите полученное выравнивание, и заполните таблицу вида:

Результаты предсказания топологии мембранного белка Q6CZ87

	Число а.к. остатков
Всего а.к. остатков	279
Остатки, предсказанные как локализованные в мембране (всего)	135
Правильно предсказали (true positives, TP)	114
Предсказали не то, что нужно (а.о. предсказаны как мембранные, а по данным ОРМ таковыми не являются, false positives, FP)	21
Правильно не предсказали ( не предсказаны, и по данным ОРМ не находятся в мембране, true negatives, TN)	117
Не предсказали то, что нужно (остатки по данным ОРМ находятся в мембране, false negatives, FN)	27
Чувствительность (sensivity) = TP / (TP+FN)	0.8
Специфичность (specificity) =  TN / (TN+FP)	0.85
Точность (precision) = TP / (TP+FP)	0.844
Сверхпредсказание = FP/ (FP+TP)	0.155
Недопредсказание = FN / (TN+FN)	0.1875


По данным таблицы, можно сделать вывод о том, что основные мембранные участки белка предсказаны правильно.
Точность предсказания имеет довольно высокое значение, равное 0.844, в то же время параметры сверхпредсказание
и недопресказание имеют практически равные низкие значения.
Хотя погрешности в предсказании все таки присутсвуют, так сервис
TMHMM не обнаружил 2 мембранных участка, показанных на прототипе в OPM.