Практикум 7
Трансмембранные белки
Целью данного практикума было сравнить результаты предсказаний трансмембранных участков в β-листовом и α-спиральном белке по последовательности и по трёхмерной структуре.
Сравнение предсказаний трансмембранных участков в β-листовом белке.
В базе данных OPM я нашла белок, в трансмембранной части которого находятся β-листы. Этот белок называется аэролизин.
Название: aerolysin
Идентификатор PDB: 5JZT
Идентификатор UniProt: P09167
Организм: Aeromonas hydrophila
Бактерии, относящиеся к роду Aeromonas, являются грам-отрицательными. Они патогенны для многих организмов, в том числе и для человека. Например, они могут вызывать раневые инфекции, сепсис, гастроэнтерит (воспаление желудочно-кишечного тракта) [1].
Одним из самых важных токсинов, продуцируемых Aeromonas hydrophila, считается аэролизин. Аэролизин формирует поры в мембранах клеток хозяина, через которые могут проходить небольшие ионы, но не могут белки. В результате это приводит к нарушению градиента ионов и к потере мембранного потенциала.
Аэролизин также имеет практическое применение. Самым интересным мне показалось следующее: его используют для выделения трипаносом и лейшманий из проб крови млекопитающих. Клетки млекопитающих лизируются, в то время как паразиты нечувствительны к токсину [2].
Координаты трансмембранных участков белка в OPM: 1(238-245), 2(254-259).
Далее я скачала последовательность выбранного белка из UniProt и запустила DeepTMHMM - программу для предсказаний трансмембранных участков по последовательности. Результат работы представлен на рисунке 1.
Рисунок 1. Результат работы программы DeepTMHMM для выбранного белка. Сверху показана наиболее вероятная топология белка. По горизонтальной оси отложена последовательность белка. На изображении снизу по вертикальной оси отложена вероятность правильного предсказания топологии, по горизонтальной – последовательность белка.
Для выбранного белка программа не нашла трансмембранных участков. Заметим, что в последовательности есть сигнальная последоательность, то есть белок незрелый.
Сравнение предсказаний трансмембранных участков в α-спиральном белке.
Для выполнения данного задания мне был выдан белок. Снизу представлена некоторая информация о нём.
Название: C-C chemokine receptor type, inactive state, with chemokine (С-С рецептор хемокина 5, неактивная форма, с хемокином)
Идентификатор PDB: 5UIW
Идентификатор UniProt: P51681
Организм: Homo sapiens
Координаты трансмембранных участков белка в OPM: 1(32-58), 2(66-87), 3(100-124), 4(145-166), 5(188-214), 6(236-260), 7(277-301)
Рисунок 2. Результат работы программы DeepTMHMM для данного α-спирального белка. Сверху показана наиболее вероятная топология белка. По горизонтальной оси отложена последовательность белка. На изображении снизу по вертикальной оси отложена вероятность правильного предсказания топологии, по горизонтальной – последовательность белка.
Программа DeepTMHMM предсказала 7 трансмембранных участков, то есть результаты предсказаний по последовательности и по трёхмерной структуре совпали.
Используемые источники:
1) https://en.wikipedia.org/wiki/Aeromonas_hydrophila
2) Iacovache I., Dal Peraro M., Gisou van der Goot F., 2015. Aerolysin and Related Aeromonas Toxins // The Comprehensive Soursebook of Bacterial Protein Toxins. P. 773-793.