Занятие 8. Мембранные белки

Ваше задача — предсказать 2-мя способами топологию мембранного белка и сравнить предсказание с 3D-структурой данного белка или его близкого гомолога

Названия 2-х белков и идентификатор PDB см. здесь

  1. Постройте выравнивание исследуемого белка с заданным прототипом (если они не совпадают, конечно)

    2. В протоколе кратко укажите, как Вы получили последовательности, как построили выравнивание, укажите вес выравнивания и % идентичности последовательностей. Готовое выравнивание импортируйте в GeneDoc и сохраните в файле под названием marking.msf

  2. Предсказание топологии почти вручную

    3. Постройте профиль гидрофобности для аминокислотной последовательности изучаемого белка (не для прототипа!)
    Данные для построения профиля получите с помощью программы pepwindow пакета EMBOSS (-graph data). Используйте размер окна в 19 а.о.
    Вообще-то программа может выдать и график, но с ним неудобно работать дальше.

    По полученным данным постройте профиль гидрофобности с помощью Excel. Определите границы трансмембранных сегментов по графику, см. подсказку, п2. На той же странице рабочей книги, где находится график, создайте таблицу вида

    Топология белка ХХХХ

      Предсказание TM сегментов
    почти вручную
    № трансмембранного
    сегмента     		начало конец
    1 12 34
         

    Разметьте положения трансмембранных сегментов в последовательности с помощью программы GeneDoc, см. подсказку, п.3.
    *Возможно, Вы захотите отредактировать разметку, например, увеличить сегмент, добавив к нему явно гидрофобный остаток или, напротив, сократить его, удалив явно гидрофильный остаток. Любая разумная редактура поощряется, но все должно быть занесено в протокол (файл *.xls).

    В соответствии с правилом von Hejne цитоплазматические (внутренние) петли между мембранными сегментами содержат больше положительно заряженных остатков (K, R), чем внешние петли. Определите внутренние петли и отметьте их на разметке знаком "+".

    Сохраните разметку в файле marking.msf.

  3. Предсказание топологии с помощью наиболее популярной программы

    4. Предскажите топологию заданного белка с помощью сервера TMHMM. (опции по умолчанию).
    Полученное предсказание скопируйте в протокол.
    Добавьте к табл. "Топология белка ХХХХ" колонку "Предсказание с помощью TMHMM" и заполните ее.
    *В протоколе подробно опишите, что показано на графике, который выдала программа, и попробуйте ответить на вопрос "Программа выдала текст с описанием топологии, какую дополнительную информацию можно получить, рассматривая график?".

    Добавьте к последовательностям в файле marking.msf еще одну искусственную последовательность, отражающую результаты данного предсказания. Эту последовательность назовите TMHMM.

  4. Выделение трансмембранных сегментов в 3D-структуре прототипа

    5. По идентификатору PDB найдите описание трансмембранных сегментов в БД OPM (Orientations of Proteins in Membranes database)

    Добавьте к табл. "Топология белка ХХХХ" колонку "Локализация белка ХХХХ в мембране по данным ОРМ", заполните ее.

    В файле marking.msf ниже последовательности прототипа добавьте последовательность с названием OPM и разметкой ТМ сегментов..

  5. Сравнение предсказанных топологий с описанием трансмембранных сегментов в 3D-структуре прототипа

    6. По данным таблицы "Топология белка ХХХХ" создайте таблицу вида

    Сравнение 2-х предсказанных топологий и положения белка в мембране

      По профилю гидрофобности TMHMM
    Всего предсказано (N)    
    Из них      
      А. По данным ОРМ находятся внутри мембраны    
      В. Из них - "торчащие" из мембраны остатки на концах спиралей    
      С. Вообще не имеют никакого отношения к трансмембранным спиралям    
    D. Число непредсказанных остатков, которые по данным ОРМ находятся в мембране.    
    Точность предсказания, A/N    
    Сверхпредсказание, C/N    
    Недопредсказание, D/(L-N), где L-длина последовательности    

    Оцените полученные результаты (1-2 фразы).

    Подсказка. Используйте возможности Excel!

Формат отчета