(S)-1-фенилэтанолдегидрогеназа
(S)-1-phenylethanol dehydrogenase
Белок получен из бактерии Aromatoleum aromaticum (цепь EbN1)
Aromatoleum aromaticum - это вид грам-отрицательных бета-протеобактерий. Бактерии данного вида способны разлагать ароматические углеводороды, включая толуол и этилбензол[1]. Микробиологическая деградация углеводородов представляет важный экологический интерес. Отсутствие азотфиксации и специфического взаимодействия с растениями отделяет EbN1 от близкородственных азотфиксирующих растительных симбионтов кластера Azoarcus.
Белок представляет собой гомотетрамер с молекулярной массой 26.6 кДа, обладает оксидоредуктазной активностью. Катализирует NAD-зависимое окисление (S)-1-фенилэтанола до ацетофенона при разложении этилбензола.
Реакция:[2] (S)-1-phenylethanol + NAD(+) = acetophenone + NADH
Протеом Aromatoleum aromaticum (strain EbN1) (Azoarcus sp. (strain EbN1))
Proteome ID: UP000006552
Всего белков: 4483
Из них в базе Swiss-Prot: 413
Протеом закодирован в одной хромосоме (4036 белков), плазмиде pAzo1 (273 белка), плазмиде pAzo2 (186 белков).
Протеом Azoarcus sp. (strain BH72)
Proteome ID: UP000002588
Всего белков: 3981
Из них в базе Swiss-Prot: 371
Весь протеом закодирован в одной хромосоме
Протеом Azoarcus sp. был выбран на основании того, что данный вид бактерий относится к тому же порядку (Rhodocyclales), что и бактерия Aromatoleum aromaticum, данный протеом также содержит наиболее близкое количество белков. Azoarcus sp. BH72 - штамм азотфиксирующих бактерий, обитает в тканях корня растения, не причиняя ему вреда[3].В обоих протеомах количество фрагментированных или потерянных ортологов меньше 2%
Сравнение протеомов по представленности определенных групп белков производилось при помощи поисковых запросов в базе данных UniProtKB. Количество трансмембранных белков в протеоме Aromatoleum aromaticum составляет 746 (16,6% от общего количества белков), ферментов немного меньше - 687 (доля - 15,3%). Количество трансмемебранных белков Azoarcus sp. составляет 826 (примерно 20,7% от общего количества белков), ферментов - 721 (доля - 18,1%). Любопытно, что несмотря на меньший размер протеома, белки обеих функциональных групп для Azoarcus sp. представлены в большем объеме.
Так как Aromatoleum aromaticum не способен к азотфиксации, посмотрим на количество ферментов, связанных с данным процессом у Azoarcus sp.. Количество таких белков составляет 22 (0,6 %), в основном эти белки как-либо связаны с нитрогеназой (участвют в биосинтезе железо-молибденового кофактора (Mo-Fe-белок) или гидрогеназы (Fe-белок)).
Сравнение протеомов
Сначала проверим аминокислоты, с которых начинаются белки. Здесь не оказалось ничего особо интересного, и все белки начинаются с метионина. Я решила расположить белки в порядке убывания их длины, чтобы посмотреть, совпадают ли они.
Белки Aromatoleum aromaticum
| Длина
| Название |
| 1887 |
Similar to excinuclease ABC subunit A (DNA repair ATP-binding) |
| 1830 |
CHAT domain-containing protein |
| 1791 |
4-alpha-glucanotransferase |
| 1782 |
Histidine kinase |
| 1605 |
Glutamate dehydrogenase |
| 1561 |
Ferredoxin-dependent glutamate synthase |
| 1519 |
Histidine kinase |
| 1511 |
N6 adenine-specific DNA methyltransferase |
| 1413 |
ATP-dependent RNA helicase protein |
| 1409 |
DNA-directed RNA polymerase subunit beta' |
| 1377 |
DNA-directed RNA polymerase subunit beta |
Белки Azoarcus sp.
| Длина
| Название |
| 2109 |
Putative helicase related protein |
| 2032 |
Histidine kinase |
| 1869 |
Putative excinuclease ABC subunit |
| 1734 |
4-alpha-glucanotransferase |
| 1682 |
Histidine kinase |
| 1557 |
Probable Ferredoxin-dependent glutamate synthase |
| 1537 |
Conserved hypothetical secreted protein |
| 1404 |
DNA-directed RNA polymerase subunit beta' |
| 1402 |
Putative Tfp pilus assembly protein |
| 1377 |
DNA-directed RNA polymerase subunit beta |
| 1360 |
Putative ATP-dependent helicase |
Из таблиц можно заметить, что есть совпадения для большинства белков.
Использованные команды и запросы
Для скачивания протеомов:
Azoarcus sp. (strain BH72)
wget 'https://www.uniprot.org/uniprot/?query=proteome%3AUP000002588&sort=score&format=txt&compress=yes' -O ~/term2/pr8/UP000002588.swiss.gz
Aromatoleum aromaticum
wget 'https://www.uniprot.org/uniprot/?query=proteome%3AUP000006552&sort=score&format=txt&compress=yes' -O ~/term2/pr8/UP000006552.swiss.gz
Запросы:
Трансмембранные белки
keyword:"Transmembrane [KW-0812]" AND organism:"Azoarcus sp. (strain BH72) [418699]" AND proteome:up000002588
keyword:"Transmembrane [KW-0812]" AND organism:"Aromatoleum aromaticum (strain EbN1) (Azoarcus sp. (strain EbN1)) [76114]" AND proteome:up000006552
Ферменты
annotation:(type:"catalytic activity") AND organism:"Aromatoleum aromaticum (strain EbN1) (Azoarcus sp. (strain EbN1)) [76114]" AND proteome:up000006552
annotation:(type:"catalytic activity") AND organism:"Azoarcus sp. (strain BH72) [418699]" AND proteome:up000002588
Азотфиксация
keyword:"Nitrogen fixation [KW-0535]" AND organism:"Azoarcus sp. (strain BH72) [418699]" AND proteome:up000002588
Определение первой аминокислоты
zcat term2/pr8/UP000002588.swiss.gz | seqret -filter 'swiss::stdin:*[1:1]' | grep -v "^>" | uniq -dc
zcat term2/pr8/UP000006552.swiss.gz | seqret -filter 'swiss::stdin:*[1:1]' -outseq FASTA::stdout | grep -v "^>" | uniq -dc
Создание таблицы длин аминокислот с их ID и DE
zcat UP000002588.swiss.gz | infoseq -filter -only -name -description -len -nohead -nocol -delim ',' > table_2588.csv
zcat UP000006552.swiss.gz | infoseq -filter -only -name -description -len -nohead -nocol -delim ',' > table_6552.csv
Далее таблицы были скачаны с использвоанием sftp и импортированы в google sheets (для удобства). Они доступны по ссылке
Список источников:
1. Rabus, R. et al. The genome sequence of an anaerobic aromatic-degrading denitrifying bacterium, strain EbN1. Arch. Microbiol. 183, 27–36 (2005).
2. Kniemeyer, O. & Heider, J. (S)-1-phenylethanol dehydrogenase of Azoarcus sp. strain EbN1, an enzyme of anaerobic ethylbenzene catabolism. Arch. Microbiol. 176, 129–135 (2001).
3. Reinhold-Hurek, B. et al. Azoarcus gen. nov., Nitrogen-Fixing Proteobacteria Associated with Roots of Kallar Grass (Leptochloa fusca (L.) Kunth), and Description of Two Species, Azoarcus indigens sp. nov. and Azoarcus communis sp. nov. International Journal of Systematic Bacteriology vol. 43 574–584 (1993).