Практикум 7. Трансмембранные белки

Информация о белке

Название белка: Biotin transporter BioY
Индентификатор PDB: 4dve
Uniprot: A2RMJ9
Организм: Lactococcus lactis subsp. cremoris (штамм MG1363) - грамположительная молочнокислая бактерия (BIOY_LACLM)
Расположение: Плазматическая мембрана бактерий.
Функция: трансмембранный белок, связывающий биотин и обеспечивающий его АТФ-зависимый транспорт через мембрану.

Координаты трансмембранных участков белка

Белок образует в мембране 6 альфа-спиральных трансмембранных доменов:

1( 7- 25), 2( 40- 52), 3( 54- 70), 4( 90- 104), 5( 118- 145), 6( 149- 174)

Анализ с помощью DeepTMHMM

Последовательность белка взята из записи UniProt A2RMJ9 (длина - 189 аминокислот).

Программа предсказала 6 трансмембранных спиралей. 1(14-29), 2(38-53), 3(57-72), 4(90-105), 5(123-140), 6(153-174)

Рисунок 1. Графическое изображение результатов DeepTMHMM. В верхней части показана наиболее вероятная топология: по оси X отложены номера аминокислот, по оси Y - локализация. Синяя линия обозначает внеклеточные участки, розовая линия - внутриклеточные, а красные вертикальные столбцы - трансмембранные спирали. В нижней части графика приведены вероятности нахождения каждой аминокислоты в каждом из трех состояний (вне клетки, внутри клетки, в мембране). Отчетливо видны шесть красных пиков, соответствующих предсказанным TM-спиралям.

Ссылка на результаты

Сравнение результатов с ORM

TM	OPM (по структуре)	DeepTMHMM (по последовательности)	Характер совпадения
TM1	7 – 25	14 – 29	Сдвиг ~7 остатков вправо
TM2	40 – 52	38 – 53	Хорошее перекрывание (±2)
TM3	54 – 70	57 – 72	Небольшой сдвиг (3–5)
TM4	90 – 104	90 – 105	Почти идеальное совпадение (±1)
TM5	118 – 145	123 – 140	DeepTMHMM предсказывает более короткий участок по сравнению с OPM.
TM6	149 – 174	153 – 174	DeepTMHMM короче на N-конце (4)

Найдены все 6 участков трансмембранных спиралей белка BioY. Результаты довольно похожи. Однако в точном определении границ наблюдаются расхождения: сдвиги в 3–12 аминокислотных остатков, а также различия в длине спиралей. Расхождения могут быть обусловлены тем, что DeepTMHMM предсказывает топологию только на основе первичной последовательности, не зная ничего о трёхмерной структуре белка. ORM использует экспериментальные данные.