Исследование Magnetosome protein
при помощи UnitProt.

Тычкова Екатерина

Факультет биоинженерии и биоинформатики, Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Ленинские горы д. 1 стр. 73, 119234, Москва, Россия

Апрель 2021 года

Данный раздел находится в состоянии разработки.

СВЕДЕНИЯ О БЕЛКЕ И БАКТЕРИИ

Magnetosome protein mamM - Специфический мембранный белок, который используется клеткой при транспорте железа в магнитосомах и контролирует ключевые этапы формирования данных органелл. Непосредственно MamM является многофункциональным белком, участвующим в нескольких стадиях образования магнитосом, а его мутация приводит к усиленному образованию поликристаллических частиц магнетита.
PubMed: 22007638

Magnetospirillum gryphiswaldense - бактерия, принадлежащая к классу Alphaproteobacteria и семейству Rhodospirillaceae роду Magnetospirillum . Данный род состоит в микробиоте донных отложений и химически стратифицированных вод. Этот род содержит особые структуры магнитосомы, реагирующие на изменение магнитного поля среды, позволяя таким образом перемещаться вдоль магнитных линий. Магнитосомы - мембранные магнитные частицы размером в 1 нанометр, состоят из железного минерала магнетита.
PubMed: 2497187

ДАННЫЕ ИЗ UniProt

Таблица 1: Oсновные данные
Тип информации UniProt Код Содержание
UniProtKB - Swiss-prot
Identification ID MAMM_MAGGM
Accession number AC V6F235; Q6NE57
Description DE RecName:Magnetosome protein MamM
Database cross-reference DR EMBL: BX571797; CU459003; AM085146; HG794546.
PDB
Sequence SQ 318 AA
Molecular weight MW 34485 DA

MamM по всем параметрам PDB изучен в диапазоне 215-318 из 318 АА. Таким образом неизученной осталось примерно 32% структуры.

СВЕДЕНИЯ О ПОИСКЕ В UniProt

Код по поиску данных вы можете увидеть по этой ссылке.
Выводы :
Из поисковых запросов можно сделать вывод о том, что ген mamM встречается только у домена bacteria. Всего известно 36 генов с названием MamM и 40 белков Magnetosome protein mamM, 6 из которых встречаются только у рода Magnetospirillum. Белок Magnetosome protein mamM исследован по большей части путем восстановления гомологии на основе ДНК, и только 1 исследован практическим путем. Транскрибированием белок Magnetosome protein mamM не был изучен.
У Magnetosome protein известно около 46 функций, которые включают в себя контроль над основными этапами формирования магнитосом и участвуют в транспорте железа.
PubMed:22007638

СВЕДЕНИЯ О ПОИСКЕ КЛАСТЕРОВ В UniRef

По результатам было обнаружено, что последовательность исследуемого белка Magnetosome protein MamM является epresentative , а последовательность Heavy metal transporter бактерии другого вида Magnetospirillum marisnigri является seed в запросах UniRef90 и UniRef50 .
В кластер под названием UniRef50_V6F235 входят всего 33 белка. 28 занимают Alphaproteobacteria ,3 принадлежат Gammaproteobacteria и 2 из некультивируемых видов.
В следующий кластер UniRef90_V6F235 Входят 22 белка и уже исключительно Alphaproteobacteria.
В кластере 100% совпадения UniRef100_V6F235 всего 4 белка. Отселектированные 3 белка совпадают с исследуемым только по его фрагменту. Это логичное подтвержнение тому что исследуемый белок в данной кладе является Representative & Seed.

СВЕДЕНИЯ О ПОИСКЕ БЛИЗКОРОДСТВЕННЫХ ОРГАНИЗМОВ В UniProt


Для сравнительной характеристики был выбран объект Magnetospirillum magneticum , так как он является родственный видом изучаемого организма Magnetospirillum gryphiswaldense и одной из основных моделей при изучении магнитосом. Интересно выявить степень различия этих организмов в протеоме.
Поиск запросов происходил по командам, которые описаны в файле.

Запрос номер 1 показал, что изучаемый организм имеет на сотню транспортных белков больше, чем модельный, но подтвержденной информации протеомов в Swiss-prot значительно меньше.

Учитывая 4 запрос об общем количестве белков было выявлено, что суммарный протеом Magnetospirillum magneticum больше и более изучен в 3 раза, чем протеом Magnetospirillum gryphiswaldense . Но зато процентное содержание ферментов из общего протеома ( по запросу 2) исследуемого объекта составляет 77%, а модельного только 15,5%. Большое процентное содержание фрементативного банка имеет слабую степень подтвержденности. Только 5 из 1124 последовательности ферментов Magnetospirillum gryphiswaldense имеют статус Swiss-prot.

Так как оба организма имеют ген MamM, отвечающий за формирования магнитосом в бактериальной клетке, то третьим запросом было выявлено количественное содержание белков, которые отвечают за то, в каком положении белок связывает определенный ион металла. Количество таких последовательностей оказалось примерно равным, но степень подтвержденности данных в 9 раз оказалась выше у модельного объекта.

Список литературы:

  1. "The cation diffusion facilitator proteins MamB and MamM of Magnetospirillum gryphiswaldense have distinct and complex functions, and are involved in magnetite biomineralization and magnetosome membrane assembly" [Uebe R., Junge K., Henn V., Poxleitner G., Katzmann E., Plitzko J.M., Zarivach R., Kasama T., Wanner G., Posfai M., Boettger L., Matzanke B., Schueler D.] PubMed: 22007638
  2. "The biomineralization of magnetosomes in Magnetospirillum gryphiswaldense"[D Schüler ] PubMed: 2497187

4