1. Знакомство с базой данных OPM

В качестве трансмембранного белка был выбран FadL (FADL_ECOLI, 3pgu) - транспортер длинных жирных кислот внешней мембраны E.coli. Трансмембранная часть этого белка представлена 14-ми β-тяжами из 8-ми аминокислотных остатков, формирующими так называемый β-бочонок.

Тип	Трансмембранный
Класс	Трансмембранный β-бочонок
Суперсемейство	FadL белок наружной мембраны
Семейство	Транспортеры жирных кислот FadL
Организм	Escherichia coli
Толщина гидрофобной части	25.2 Å
Координаты трансмембранных участков	1( 43- 52), 2( 78- 87), 3( 94- 101), 4( 126- 135), 5( 142- 149), 6( 207- 216), 7( 223- 229), 8( 274- 281), 9( 289- 296),10( 325- 333),11( 341- 348),12( 367- 376),13( 383- 390),14( 411- 421)
Среднее количество остатков в одном β-тяже белка	8
Локализация	Внешняя мембрана Грам-отрицательных бактерий

2. DeepTMHMM: Предсказание трансмембранных элементов по последовательности белка

Белок(α):CBSB_SACS

Fasta-файл: seq

Выдача: файл

Обсуждение:

Сервис DeepTMHMM позволяет предсказывать трансмембранные участки по первичной структуре белка. В графической выдаче по горизонтали отложены координаты остатков белка, на вертикальной оси показаны предсказание положение определенных участков (верхний рисунок) и вероятность принадлежности конкретного остатка к той или иной топологии (нижний рисунок). Каждый цвет означает определенную локализацию участка: Membrane - трансмембранный, Inside - внутриклеточный, Outside - внеклеточный.
Для выданного белка было предсказано 10 трансмембранных участков (α-спиралей). N- и C-конецы белка согласно предсказанию являются внутриклеточными.

Белок(β): FADL_ECOLI

Fasta-файл: seq

Выдача: файл

Обсуждение:

Смысл полученных изображений и значение осей аналогичны выдаче для α-спирального белка. Каждый цвет означает определенную локализацию участка: Beta - бета-слой (мембранный), Periplasm - периплазматический (аналог внутриклеточной части), Outside - внеклеточный, Signal - сигнальный пептид для периплазматической локализации.
Для выданного белка было предсказано 14 трансмембранных участков (β-слоев). N-конец белка является сигнальным пептидом, за ним согласно предсказанию следует периплазматический участок, а С-конец - внеклеточным. Стоит сказать, что предсказания, на первый взгляд, не совпадают с OPM, однако в данной выдаче учитывается сигнальный пептид. Поэтому координаты всех предсказанных β-слоев как бы "смещаются" на его длину.

3. PPM: Предсказание положения выданного белка в мембране

В данном разделе проведено предсказание топологии для выданного альфа-спирального белка TetB Streptomyces rimosus с помощью сервиса PPM 3.0 на сайте OPM.
Для запуска сервиса необходимо определиться с большим количеством параметров:

• Number of Membranes: 1
• Type of membrane: Archeabacteria cell membrane (по данным Wikipedia Saccharolobus solfataricus является археей)
• Allow curvature: no (чтобы не усложнять анализ выдачи)
• Topology (N-ter): in (по предсказанию DeepTMHMM)

Для этого белка не существует достоверной структуры, однако существует ее модель, которая предсказана с помощью AlphaFold. Программе передавался файл с предсказанной структуры в формате pdb. С полученной моделью можно ознакомиться по ссылке.

Толщина гидрофобной части (Глубина)	30.2 ± 0.8 Å
ΔGtransfer	-80.1 kcal/mol
Угол изгиба	16 ± 3°
Трансмембранные сегменты	1( 10- 31), 2( 47- 71), 3( 76- 92), 4( 99- 126), 5( 127- 147), 6( 159- 176), 7( 183- 204), 8( 235- 257), 9( 258- 274),10( 280- 297)
Средняя длина трансмембранного сегмента	12 остатков

4. Сравнение алгоритмов предсказания трансмембранных участков