Pyrococcus furiosus - гипертермофильная архея. Она примечательна тем, что оптимальная температура для ее роста близка к 100 °С [1]. Помимо этого, предпочтительный субстрат для анаробного дыхания у P. furiosus - сахара, а не аминокислоты, как у других экстремофилов. Благодаря этому она не зависит от серы для роста.[2]
Белок c ID PERQ_PYRFU, предложенный мне для анализа,- фермент, гидролизующий дипептиды типа Xaa- | -Pro. В качестве кофактора выступает Co2+, который может быть замещен на Mn2+. Код фермента - 3.4.13.9 [3]
Второй выбранный организм - Methanobrevibacter arboriphilus. Хотя он и не является близким родственником для Pyrococcus furiosus, я захотела взять мезофильный организм, удобный для сравнения. Во-первых, для Methanobrevibacter arboriphilus есть референсный протеом, во-вторых, количество белков в протеоме моей археи и Methanobrevibacter arboriphilus приблизительно равны
Всего: 2045
organism:"Pyrococcus furiosus (strain ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1) [186497]" AND proteome:up000001013
Трансмембранные: 382
annotation:(type:transmem) AND organism:"Pyrococcus furiosus (strain ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1) [186497]" AND proteome:up000001013 taxonomy:"Pyrococcus furiosus [2261]" annotation:(type:transmem)
Ферменты:417
ec:* AND organism:"Pyrococcus furiosus (strain ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1) [186497]" AND proteome:up000001013
С пометой о температуре: 48
annotation:(type:"temperature dependence") organism:"Pyrococcus furiosus (strain ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1) [186497]" AND proteome:up000001013
Всего: 1961
organism:"Methanobrevibacter arboriphilus JCM 13429 = DSM 1125 [1300164]" AND proteome:up000191661
Трансмембранные: 412
annotation:(type:transmem) AND organism:"Methanobrevibacter arboriphilus JCM 13429 = DSM 1125 [1300164]" AND proteome:up000191661
Ферменты: 462
ec:* AND organism:"Methanobrevibacter arboriphilus JCM 13429 = DSM 1125 [1300164]" AND proteome:up000191661
С пометой о температуре: -
annotation:(type:"temperature dependence") organism:"Methanobrevibacter arboriphilus JCM 13429 = DSM 1125 [1300164]" proteome:up000191661
Я предполагала, что термофильность скажется на большем количестве ферментов: при экстримальный условиях точность работы должна быть выше. Но у мезофильной Methanobrevibacter arboriphilus процентное содержание ферментов (23,5%) приблизительнот равно содержанию их у термофильной Pyrococcus furiosus
Поле "temperature dependance" является необязательным. Я хотела искать по ключевым словам, но из-за отсутвия универсального оформления этого поля подобный поиск малоинформативен. Но само заполнение этой категории является косвенным доказательством того, что оптимальные температуры являются "необычными" (а организм - экстремофильным).
С помощью bash я сравнила первые аминокислоты в протеомах обеих архей.
zcat UP000001013.swiss.gz | seqret -filter 'swiss::stdin:*[1:1]' | grep -v "^>" | sort | uniq -c
2045 M
zcat UP000191661.swiss.gz | seqret -filter 'swiss::stdin:*[1:1]' | grep -v "^>" | sort | uniq -c
1 A
1 D
2 E
1 G
1 K
1 L
1941 M
1 Q
4 S
2 T
5 V
1 Y
Если Pyrococcus furiosus иллюстрирует традиционную ситуацию, когда первой аминоксилотой является метионин, то у Methanobrevibacter arboriphilus встречаются 10 другий аминокислот в первой позиции. Предположу, что это связано с посттрансляционными модификациями.Источники:
[1] Fiala, G., Stetter, K.O. Pyrococcus furiosus sp. nov. represents a novel genus of marine heterotrophic archaebacteria growing optimally at 100°C. Arch. Microbiol. 145, 56–61 (1986). https://doi.org/10.1007/BF00413027
[2] Kengen S. (2017). 'Pyrococcus furiosus, 30 years on'. Microbial biotechnology, 10(6), 1441–1444. https://doi.org/10.1111/1751-7915.12695
[3] Ghosh, M., Grunden, A. M., Dunn, D. M., Weiss, R., & Adams, M. W. (1998). Characterization of native and recombinant forms of an unusual cobalt-dependent proline dipeptidase (prolidase) from the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus furiosus. Journal of bacteriology, 180(18), 4781–4789. https://doi.org/10.1128/JB.180.18.4781-4789.1998