Uniprot
Информация о белке
| Раздел UniProtKB | Uniprot AC | UniProt ID | EMBL AC нуклеотидной записи | PDB ID | Структура белка | Длина, а/к | Молекулярная масса, кДа | Рекомендуемое название |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Swiss-Prot | Q92UV7 | PHNY_RHIME | AL591985 | 4I3T 4I3U 4I3V 4I3W 4I3X | Известна полностью | 485 | 52,913 | Phosphonoacetaldehyde dehydrogenase |
Sinorhizobium melitoli
Рассмотренная в данном исследовании фосфоноацетальдегиддегидрогеназа (PhnY) была выделена из штамма Sinorhizobium melitoli 1021. Семейство Rhizobiaceae относится к грамотрицательным аэробным бактериям из класса альфапротеобактерий. Отличительной чертой семейства является способность фиксировать азот и широкая распространенность симбиоза с растениями, а также паразитизма на них. Sinorhizobium melitoli, известный также под родовыми названиями Rhizobium и Ensifer, вступает в эндосимбиоз с растениями из семейства Бобовых (Fabaceae), развиваясь в бактероид, полностью зависящий от растения. Только в таком виде бактерия осуществляет азотофиксацию[1].
Функции белка
PhnY является гомодимером. Участвует в деградации фосфонатов на стадии окисления фосфоноацетальдегида (PnAA) до фосфоноацетата (PnA) посредством никотинамидадениндинуклеотида (NAD) в качестве акцептора электронов. Помимо прочего проявляет сравнительно низкую каталитическую активность in vitro при окислении фосфонопропиональдегидоа и гицеральдегидтрифосфата[2]. У S. melitoli известно три пути окисления PnAA, которые представлены на рисунке 2.
Создание последовательности
Всего было произведено пять анализов последовательности PhnY с помощью рентгенодифракци. все последовательности, полученные в результате, совпадают по длине. Данные о них представлены в таблице 2.
Анализ кластеров UniRef
Всего имеется 643 последовательности, идентичные Q92UV7 на 50% (ID: UniRef50_Q92UV7). Ни одна из них не находится в курируемой базе Swiss-Prot. Из последовательностей, идентичных данной на 90% известна всего 63 (ID: UniRef90_Q92UV7). Они были обнаружены исключительно в пределах семейства Rhizobiaceae среди родов Rhizobium и Sinorhizobium (Ensifer). Также имеется 8 последовательностей, идентичных данной на 100% (ID: UniRef100_Q92UV7). Во всех рассмотренных кластерах данная последовательность является репрезентативной, учитывая тот факт, что ни одна другая последовательность из кластера не включена в Swiss-prot. В UniRef100 и UniRef90 сидом кластера является Aldehyde dehydrogenase (NAD+) (UPI0003C73A7B) в 488 нуклеотидов, из UniParc. В UniRef50 сидом является DeoR faimly transcriptional regulator (A0A0F2PS72_9RHIZ), полученная из Hoeflea sp. BRH_c9. Так как PhnY уникальна для семейства Rhizobiaceae и наиболее изучена у вида Sinorhizobium melitoli, имеющего большое хозяйственное значение, неудивительно, что только рассмотренная запись входит в Swiss-Prot.
Сравнение протеомов
Для сравнения были выбраны протеомы Rhizobium meliloti 1021 (UP000001976), к которому принадлежит изучаемая запись, и Sinorhizobium fredii USDA257 (UP000001054). Первый является единственным протеомом данного штамма, а второй - единственный из двух референсных, содержащий записи из Swiss-Prot. К обоим протеомам относится похожее количество записей для каждого из рассмотренных классов белков. Сравнивалось общее количество белков, количество трансмембранных белков, ферментов, а также белков, прямо или опосредованно участвующих в азотофиксации. Последняя группа была выбрана для рассмотрения, так как азотофиксация является отличительной чертой семейства Rhizobiaceae и имеет большое хозяйственное значение.
| Организм | ID протеома | Количество белков | Трансмембранные белки | Ферменты | Участвующие в азотофиксации |
|---|---|---|---|---|---|
| Rhizobium meliloti 1021 | UP000001976 | 887/6169 | 116/1179 | 542/1644 | 25/40 |
| Sinorhizobium fredii USDA257 | UP000001054 | 658/6273 | 82/10203 | 241/1285 | 23/37 |
История изменения записи UniProt
Первая запись о PhnY была создана 1 декабря 2001 года. С этого момента произошло еще 123 правки, последняя из которых была сделана 7 апреля 2021 года. Тогда был изменен только код ECO (Evidence and Conclusion Ontology). До 113-й правки 16 января 2019 года запись находилась в TrEMBL, после чего была перемещена в курируемую базу данных Swiss-Prot. Именно тогда в записи была описана функция белка, также он был ассоциирован с геном phnY, и было рекомендовано полное название (RecName) "Phosphonoacetaldehyde dehydrogenase" вместо предыдущего (SubName) "Aldehyde dehydrogenase (NAD+)". Также к записи добавили результаты рентгеноструктурных анализов с кодами 4I3W и 4I3X. Тогда же была пересмотрена и серьезно расширена таблица локальных особенностей, к которой, помимо прочего, добавился раздел, посвященный различным мутациям белка (MUTAGEN).
Локальные особенности белка
| Код | Позиция | Расшифровка | Пояснение |
|---|---|---|---|
| CHAIN | 1…485 | Цепи белка | У данного белка имеется всего одна последовательность цепи, так как он является гомодимером |
| NP_BIND | 155…157, 181…184 | Сайты связывания нуклеотидов | Данный белок является оксидоредуктазой, использующей в качестве акцептора электронов NAD (/note="NAD") |
| REGION | 290…292 | Области связывания субстрата (/note="Substrate binding") | |
| ACT_SITE | Активный центр фермента | 254, 291 | В него входят глутаминовая кислота (/note="Proton donor/acceptor") и цистеин (/note="Nucleophile") |
| BINDING | Отдельные аминокислоты, связывающие субстрат | 108, 159, 235, 385, 447 | Отдельно помечаются /note="NAD" и /note="Substrate" |
Поиск в Uniprot
| Запрос | Результат |
|---|---|
| name:"phosphonoacetaldehyde dehydrogenase" | Всего находок 1214. И все они находятся в пределах семейства Rhizobiaceae. В Swiss-Prot только данная запись |
| name:"phosphonoacetaldehyde dehydrogenase" taxonomy:"Sinorhizobium [28105]" | Всего находок в пределах группы Sinorhizobium/Ensifer 19. |
| name:"phosphonoacetaldehyde dehydrogenase" taxonomy:"Rhizobiaceae [82115]" NOT taxonomy:"Sinorhizobium [28105]" | Всего 13 находок вне группы Sinorhizobium/Ensifer у семейства Rhizobiaceae. Все из тех, что указаны с соответствующим геном, ассоциированы с phnY. |
| name:phosphonoacetaldehyde NOT taxonomy:"Rhizobiaceae [82115]" AND reviewed:yes | Всего 69 проверенных записей о белках, работающих с PhnAA (в имени которых указан субстрат), находящихся вне Rhizobiaceae. Все из них являются гидролазами за исключением мутантной инактивированной формы а также весьма необычного белка Bifunctional phosphonoacetaldehyde hydrolase/aminoethylphosphonate transaminase (Q183T0), который выполняет две функции, тем не менее являясь гомодимером. Кодируется он геном phnXW. |
| taxonomy:"Rhizobium meliloti (strain 1021) (Ensifer meliloti) (Sinorhizobium meliloti) [266834]" annotation:(type:transmem) | Всего 1180 записей о трансмембранных белках у Rhizobium melitoli 1021, из них 115 в Swiss-Prot |
| taxonomy:"Sinorhizobium fredii GR64 [882101]" annotation:(type:transmem) | Всего 1190 записей о трансмембранных белках у Sinorhizobium fredii USDA257, все они из TrEMBL |
| taxonomy:"Rhizobium meliloti (strain 1021) (Ensifer meliloti) (Sinorhizobium meliloti) [266834]" annotation:(type:transmem) | Всего 1644 записей о ферментах у Rhizobium melitoli 1021, из них 540 в Swiss-Prot |
| taxonom:* taxonomy:"Sinorhizobium fredii USDA 257 [1185652]" | Всего 1736 записей о ферментах у Sinorhizobium fredii USDA257, все они из TrEMBL |
| taxonomy:"Rhizobium meliloti (strain 1021) (Ensifer meliloti) (Sinorhizobium meliloti) [266834]" keyword:nitrogen fix* | Всего 39 записей о белках, прямо или опосредованно участвующих в фиксации азота у Rhizobium melitoli 1021, из них 25 в Swiss-Prot |
| taxonomy:"Sinorhizobium fredii USDA 257 [1185652]" keyword:nitrogen fix* | Всего 26 записей о белках, прямо или опосредованно участвующих в фиксации азота у Sinorhizobium fredii USDA257, все они из TrEMBL |
Библиография
[1] "Coordinating Nodule Morphogenesis with Rhizobial Infection in Legumes". Oldroyd, Giles E.D.; Downie, J. Allan (2008). Annual Review of Plant Biology. 59 (1): 519–546.
[2] "Structure and function of phosphonoacetaldehyde dehydrogenase: the missing link in phosphonoacetate formation." Agarwal V., Peck S.C., Chen J.H., Borisova S.A., Chekan J.R., van der Donk W.A., Nair S.K. Chem. Biol. 21:125-135(2014)