Практикум 7.

Для выполнения задания был выбран белок Меккелин (human Meckelin; pdb ID: 7FH1; UniProt ID: Q5HYA8). Меккелин - трансмембранный белок, необходимый для формирования и функционирования ресничек (цилий): участвует в миграции центросом к поверхности клетки на ранних стадиях цилиогеназа, а также участвует в сборке реснички и закреплении базального тельца в цитоплазматической мембране.

В базе данных пространственной ориентации трансмембранных белков OPM нашлось два трансмембранных участко для этого белка:

A - Tilt: 6 - TM segments: 1( 523- 543), 2( 559- 584), 3( 609- 629), 4( 688- 702), 5( 733- 755), 6( 932- 953), 7( 957- 975)
B - Tilt: 6 - TM segments: 1( 523- 543), 2( 559- 584), 3( 609- 629), 4( 688- 702), 5( 733- 755), 6( 932- 953), 7( 957- 975)

Как можно заметить, участки идентичны друг другу. Это объясняется тем, что меккелин представляет собой гомодимер, и OPM выдает координаты трансмембранных участков для каждой цепи.

Далее, последовательность исследуемого белка была загружена DeepTMHMM - веб-сервис для предсказания топологии трансмембранных белков:

# sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN Length: 995
# sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN Number of predicted TMRs: 7
sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN signal 1 36
sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN outside 37 518
sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN TMhelix 519 541
sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN inside 542 559
sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN TMhelix 560 589
sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN outside 590 608
sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN TMhelix 609 625
sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN inside 626 688
sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN TMhelix 689 704
sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN outside 705 729
sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN TMhelix 730 750
sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN inside 751 939
sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN TMhelix 940 950
sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN outside 951 951
sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN TMhelix 952 963
sp_Q5HYA8_MKS3_HUMAN inside 964 995 

Рис. 1. Визуализация результатов предсказания координат трансмембранных участков белка Меккелина: красные области соответствуют трансмембранным участкам, розовые и синие - внутренним и внешним участкам соответственно. Оранжевая область соответствует сигнальному пептиду на N-конце белка, необходимому для транспорта белка в ЭПР.

Таким образом, OPM и DeepTMHMM предсказали одинаковое число трансмембранных участков (7). Предсказанные координаты перекрываются, но отличаются на примерно 3-6 аминокислот. Начальные координаты третьего участка совпали в обоих случаях (609 - 629 у OPM и 609 - 625 у DeepTMHMM). Небольшая разница в результатах может быть обусловлена различием в методах предсказания трансмембранных структур: DeepTMHMM выполняет предсказание средствами LLM по аминокислотной последовательности, учитывая гидрофобные свойства аминокислот. В свою очередь, OPM определяет координаты трансмембранных участков по известной трехмерной структуре белка, что дает более точные результаты.