Трансмембранные белки

1.
Альфа-спиральные трансмембранные белки Трансмембранные бета-баррели
SNARE complex (syntaxin 1A, SNAP-25 and synaptobrevin 2) 3hd7 из Rattus norvegicus Sucrose-specific porin 1a0s из Salmonella typhimurium
Aerobic respiration control sensor protein acrB 2ksd из Escherichia coli VDAC-1 channel 2jk4 - митохондриальный порин из Homo sapiens, находится на внешней мембране
Connexin 26 gap junction channel (beta-2 protein) 2zw3 из Spodoptera frugiperda. Образует электрический синапс. Hemoglobin-binding protease Hbp autotransporter 3aeh из Escherichia coli, находится на внешней мембране.
ClC chloride transporter 1ots из Escherichia coli, находится на внутренней мембране. Autotransporter Hia 2gr7 из Haemophilus influenzae, находится на внешней мембране.
CorA magnesium transporter 2bbj из Thermotoga maritima, находится на внутренней мембране. Outer membrane phospholipase A 1qd6 из Escherichia coli, гидролизует фосфолипиды
Sodium-potassium pump, E2-Pi state 2zxe из Squalus acanthias - калий-натриевый обменник. Формирует потенциал покоя. Nicotinic acetylcholine receptor, closed state 2bg9 из Torpedo marmorata. Согласно модели, приведенной в "From Neuron to Brain" by John G. Nicholls et al. 2001, трансмембранными являются бета-листовые участки, поэтому я и поместила его в этот столбец. Видимо, здесь имеет место изменение общепринятой точки зрения (?). 
   Трансмембранные белки очень разнообразны по функциям: комплекс SNARE осуществляет слияние транспортных визикул с мембраной,
2ksd - сенсорный белок, многие из них являются каналлами и осуществляют активный или пассивный транспорт, есть ферменты. 
   Морфологически трансмембранные белки различаются по типу трансмембранных участков, количеству субъединиц, местоположению (у митохондрий и 
грам-отрицательных бактерий две мембраны), углу наклона в мембране, положению N- и С-конца белка (вне или внутри клетки).
PDB код Число цепей Тип
(спираль, баррель) 		Число трансмембранных участков в цепи Число остатков в одном трансмембранном участке
(типичное, минимальное, максимальное) 		(*) Толщина мембраны в ангстремах
(расстояние между атомами на границах трансмембранных участков перпендикулярно мембране
2gr7 3 баррель в каждой цепи по пять для первого сегмента - семь, для остальных - по восемь 22.7 ± 2.0 А
2bg9 5 спираль в каждой цепи по четыре минимальное и типичное - 21, максимальное - 25 30.1 ± 1.1 А
То, что названо "топологией" на сайте opm, у них совпадает.


2. 
  Согласно Uniprot:

  Согласно TMHMM - в точности то же самое:

sp_Q00977_CXB2_MOUSE	TMHMM2.0	inside	     1    20
sp_Q00977_CXB2_MOUSE	TMHMM2.0	TMhelix	    21    40
sp_Q00977_CXB2_MOUSE	TMHMM2.0	outside	    41    75
sp_Q00977_CXB2_MOUSE	TMHMM2.0	TMhelix	    76    98
sp_Q00977_CXB2_MOUSE	TMHMM2.0	inside	    99   139
sp_Q00977_CXB2_MOUSE	TMHMM2.0	TMhelix	   140   162
sp_Q00977_CXB2_MOUSE	TMHMM2.0	outside	   163   192
sp_Q00977_CXB2_MOUSE	TMHMM2.0	TMhelix	   193   215
sp_Q00977_CXB2_MOUSE	TMHMM2.0	inside	   216   226

                                
 В этой картинке слегка странно, что шкала "probability" - вероятность, размечена до значения 1.2 :)

3.
  Предложенный гомолог - B-субъединица белка щелевого контакта человека. При этом структура дана для всего щелевого 
контакта, который состоит из 6-ти совершенно одинаковых субъединиц, которые, однако, при этом экспрессируются с 
разных генов GJB1-6. (Совершенно непонятно, зачем... Может быть, это как-то способствует правильной сборке комплекса).
Исследуемый белок мыши, видимо, тоже обладает этой особенностью.

  Структура гомолога

  В цепи B предложенного гомолога PDBTM выделяет трансмембранные участки следующим образом:
1-1 неизвестно
2-24 сторона 2
25-50 ТМ
51-65 сторона 1
66-89 ТМ
90-109 сторона 2
110-124 неизвестно
125-139 сторона 2
140-159 ТМ
160-182 сторона 1
183-208 ТМ
209-217 сторона 2
218-226 неизвестно

  Я не смогла понять, какую из сторон PDBTM считает цитоплазматической, а какую - внеклеточной.

  Надо сказать, что данный белок и гомолог очень похожи - всего 6 точечных замен. TMHMM для гомолога
выдает практически то же самое, что весьма слабо соответствует структуре гомолога.

sp_P29033_CXB2_HUMAN	TMHMM2.0	inside	     1    20
sp_P29033_CXB2_HUMAN	TMHMM2.0	TMhelix	    21    40
sp_P29033_CXB2_HUMAN	TMHMM2.0	outside	    41    75
sp_P29033_CXB2_HUMAN	TMHMM2.0	TMhelix	    76    98
sp_P29033_CXB2_HUMAN	TMHMM2.0	inside	    99   131
sp_P29033_CXB2_HUMAN	TMHMM2.0	TMhelix	   132   154
sp_P29033_CXB2_HUMAN	TMHMM2.0	outside	   155   192
sp_P29033_CXB2_HUMAN	TMHMM2.0	TMhelix	   193   215
sp_P29033_CXB2_HUMAN	TMHMM2.0	inside	   216   226 

 Очень похожая работа для моего белка (предсказание вторичной структуры по тому же самому гомологу) представлена здесь. 

 А вот мое выравнивание с гомологом 

4.

  
 
    
 
        
       Число а.к. остатков  
    
 
 
    
 
      Всего а.к. остатков в последовательности  
      226 
    
 
    
 
      Остатки, предсказанные TMHMM как локализованные в мембране (всего)  
      89 
    
 
 
    
 
      Правильно предсказали - совпадают с 3D предсказанием (true positives, TP)  
      66 
    
 
    
 
      Предсказали не то, что нужно (а.о. предсказаны как мембранные, а по данным 3D таковыми не являются, false positives, FP)  
      23 
    
 
 
    
 
      Правильно не предсказали ( не предсказаны, и по данным 3D не находятся в мембране, true negatives, TN)  
      108 
    
 
    
 
      Не предсказали то, что нужно (остатки по данным 3D находятся в мембране, false negatives, FN)  
      29 
    
 
 
    
 
      Чувствительность (sensivity) = TP / (TP+FN) 
      0,69 
    
 
    
 
      Специфичность (specificity) = TN / (TN+FP)   
 
      0,82 
    
 
    
 
      Точность(precision) = TP /(TP+FP) 
      0,74 
    
 
    
 
      Сверхпредсказание  = FP/ (FP+TP) 
 
      0,26 
    
 
    
 
      Недопредсказание = FN / (TN+FN) 0,21 
    
 
   
 
 
 


   Можно видеть, что эти два метода достаточно плохо согласуются.
   Зато благодаря сравнению удалось понять, что сторона 2 в TMHMM - это цитоплазматическая сторона (так получается больше совпадений
в выравнивании).
   Выводы. В белке мышиного щелевого контакта Q00977 следующие аминокислоты, скорее всего, находятся в соответствующих положениях:
1-24 внутри
25-50 ТМ
51-65 снаружи
66-89 ТМ
90-139 внутри
140-159 ТМ
160-182 снаружи
183-208 ТМ
209-226 внутри
   Заключения были сделаны согласно структуре гомолога, позиции, соответствующие неизвестным структурам, были приписаны к соседним,
исходя из здравого смысла.

 


© Червонцева,2011