Прак 7

Для написания отчета был выбран выданный мне белок с идентификаторами PDB 6v3h и UniProt Q6T3U3, он же NPC1-like cholesterol transporter 1, structure 2, или по-русски - NPC1-подобный внутриклеточный транспортёр холестерина 1 из организма Rattus norvegicus, она же Серая крыса. Данный белок преимущественно отвечает за захват холестерина через плазматическую мембрану энтероцитов кишечника, но также транспортирует и другие липиды.

Трансмембранные участки белка из OPM:

Для запуска DeepTMHMM была взята последовательность из PDB. Предсказанные координаты:

6V3H_1_Chain Number of predicted TMRs: 13 6V3H_1_Chain outside 1 265 6V3H_1_Chain TMhelix 266 287 6V3H_1_Chain inside 288 331 6V3H_1_Chain TMhelix 332 352 6V3H_1_Chain outside 353 612 6V3H_1_Chain TMhelix 613 631 6V3H_1_Chain inside 632 643 6V3H_1_Chain TMhelix 644 670 6V3H_1_Chain outside 671 677 6V3H_1_Chain TMhelix 678 699 6V3H_1_Chain inside 700 726 6V3H_1_Chain TMhelix 727 743 6V3H_1_Chain outside 744 750 6V3H_1_Chain TMhelix 751 775 6V3H_1_Chain inside 776 823 6V3H_1_Chain TMhelix 824 844 6V3H_1_Chain outside 845 1092 6V3H_1_Chain TMhelix 1093 1112 6V3H_1_Chain inside 1113 1115 6V3H_1_Chain TMhelix 1116 1137 6V3H_1_Chain outside 1138 1147 6V3H_1_Chain TMhelix 1148 1168 6V3H_1_Chain inside 1169 1188 6V3H_1_Chain TMhelix 1189 1210 6V3H_1_Chain outside 1211 1219 6V3H_1_Chain TMhelix 1220 1245 6V3H_1_Chain inside 1246 1336

Графическое изображения результата DeepTMHMM:

Рисунок 2. Визуализация результатов DeepTMHMM показывает, что белок содержит 13 α-спиральных трансмембранных участков, расположенных в мембране. Между ними находятся петли, поочередно ориентированные наружу и внутрь клетки. N-конец белка расположен снаружи клетки, а C-конец — внутри.

Ссылка на файл с результатами в формате .gff3

Количество трансмембранных сегментов между аннотацией в OPM и предсказанием DeepTMHMM совпадает - ровно 13 участков. Ни DeepTMHMM, ни OPM не теряют какие-то трансмембранные сегменты целиком. У каждого TM-участка, предсказанного одним методом, есть соответствующий участок у другого метода. Однако по аннотации OPM почти все участки сдвинуты примерно на 20 аминокислот вправо относительно DeepTMHMM.

TM	DeepTMHMM	OPM
1	266–287	286–307
2	332–352	352–372
3	613–631	633–651
4	644–670	664–690
5	678–699	698–719
6	727–743	743–763
7	751–775	771–795
8	824–844	844–864
9	1093–1112	1113–1132
10	1116–1137	1136–1157
11	1148–1168	1168–1188
12	1189–1210	1209–1230
13	1220–1245	1240–1265

По результатам сравнения OPM и DeepTMHMM оба метода предсказывают одинаковое число трансмембранных участков — 13 — и располагают их в одном и том же порядке вдоль последовательности. Однако совпадает только общий набор TM-сегментов, а не их точные границы: для большинства участков координаты OPM сдвинуты примерно на 20 аминокислот вправо относительно DeepTMHMM, при этом 11 из 13 участков имеют лишь минимальное прямое перекрытие, а 2 участка не перекрываются совсем. Такое расхождение связано с тем, что DeepTMHMM является последовательностным методом и предсказывает топологию по аминокислотной последовательности, тогда как OPM использует пространственную 3D-структуру белка и его положение в мембранном бислое; поэтому методы согласуются по общей топологии, но по-разному определяют границы отдельных трансмембранных спиралей. Также причиной различий может быть подвижность белка внутри мембраны в целом.