Varyaaas
  • Главная
  • Обо мне
  • Семестры
    • 1 семестр (I курс)
    • 2 семестр (I курс)
    • 3 семестр (II курс)
  • ФББ МГУ

(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).