Московский Государственный Университет имени М.В.Ломоносова Факультет Биоинженерии и Биоинформатики Учебный сайт Сеферяна Мелика

Полезные ссылки

Проект "Поиск белка с заданной функциональной специфичностью".

Первый этап: описание функциональных особенностей заданной группы.

Заданный белок-прототип B5Y088_KLEP3 является репрессором сахарозного оперона (Sucrose operon repressor).
Доменная структура:

Зеленым отмечен ДНК-связывающий домен (PF00356), Красным - эффектор-связывающий домен (PF00532).
Молекула-эффектор - сахароза (C00089)

Связывание сахарозы с эффектор-связывающим доменом влечет за собой ослабление связывания с ДНК, что позволяет транскрибировать гены сахарозного оперона.

Второй этап: создание множественного выравнивания доменов с разметкой по группам специфичности.

1. Создать хорошее множественное выравнивание доменов заданной группы белков (ДНК-связывающих доменов белков группы специфичности mali).

Для получения этого выравнивания воспользуемся базой данных SMART.
ДНК-связывающий домен семейства LACI в ней имеет идентификатор SM00354.
Представительское выравнивание доменов: SMART.fasta
Последовательности всех бактериальных доменов данного семейства: smart_unsorted.fasta
В файле mali находятся идентификаторы последовательностей, по мнению эксперта, обладающих данной специфичностью.
Эти последовательности выделены в файл dna_mali.fasta и далее выровнены программой ClustalW2 под профиль представительского выравнивания. Затем последовательности представительского выравнивания были удалены.
Так было получено нужное выравнивание: mali_aln.fasta

2. Создать единое множественное выравнивание заданных доменов всех групп специфичности (ДНК-связывающих доменов).

Множественное выравнивание: dna_bind.msf, картинка
Позиции 32, 41, 43, 46, 63 и 72 являются консервативными для всех групп специфичности.
Аминокислотные остатки в позициях 25, 49, 69 и 86 выравнивания консервативны внутри группы специфичности scrr и не совпадают с консервативными остатками в других группах.

3. Создайте лого-изображения полного выравнивания заданных доменов и выравнивания доменов заданной группы специфичности.

С помощью ресурса WebLogo были построены следующие диаграммы:

полного выравнивания ДНК-связывающих доменов
выравнивания ДНК-связывающих доменов группы специфичности scrr

Третий этап: поиск белка заданной группы специфичности (scrr) в протеоме Tolumonas auensis DSM 9187

1. Построение профиля

Добавляем веса в выравнивание ДНК-связывающих доменов белков группы scrr:

pfw -m scrr_aln.fasta > scrr_w.fasta

Создаем профиль:

pfmake -m scrr_w.fasta /usr/share/pftools23/blosum45.cmp > scrr.prf

Нормируем его:

autoscale -m scrr.prf > scrr_ascal.prf

2. Поиск белков заданной группы специфичности (scrr)

Ищем по этому профилю белки из протеома Tolumonas auensis DSM 9187:

pfsearch -x -f scrr_ascal.prf Tolumonas.fasta > findings.fasta

Было найдено 16 белков удовлетворяющих профилю - findings.fasta .
При поиске с порогом 20.0 было найдено 2 белка - findings_20.fasta

Теперь построим их выравнивание с последовательностями ДНК-связывающих доменов белков группы scrr:
Выравнивание, картинка (Зеленым отмечены позиции характерные для группы специфичности scrr)
Последовательность под номером 811 заданного протеома Tolumonas auensis DSM 9187 удовлетворяет всем 4 характерным для данной группы специфичности позициям, поэтому можно с большой долей уверенности говорить, что данный белок является репрессором сахарозного оперона.