Ctrl+K

S16

S16#

  • Avtor: Anže Perc

  • Datum izdelave: 2024-05-24

  • Koda seminarja: S16

Vhodni podatek#

Nukleotidno zaporedje:

GGTGATGACGGTGAAAACCTCTGACACATGCAGCTCCCGGAGACGGTCACAGCTTGTCTG TAAGCGGATGCCGGGAGCAGACAAGCCCGTCAGGGCGCGTCAGCGGGTGTTGGCGGGTGT CGGGGCTGGCTTAACTATGCGGCATCAGAGCAGATTGTACTGAGAGTGCACCATATGCGG TGTGAAATACCGCACAGATGCGTAAGGAGAAAATACCGCATCAGGCGCCATTCGCCATTC AGGCTGCGCAACTGTTGGGAAGGGCGATCGGTGCGGGCCTCTTCGCTATTACGCCAGCTG GCGAAAGGGGGATGTGCTGCAAGGCGATTAAGTTGGGTAACGCCAGGGTTTTCCCAGTCA CGACGTTGTAAAACGACGGCCAGTGAATTCGAGCTCGGTACCTCGCGAATGCATCTAGAT CCGGACTCACTCCCCGCAGCGGCTACGACGGACCCAGTACGGACATGACCTGATGGCACC CCCGGAGGTAGTGATGGGCACGACCGACAATCGCGCTCCCGGCCGGGTGGTCGTGCTGGC CGGCGGACTCTCCCACGAACGCGATGTGTCGCTGCGGTCAGGCCGACGGGTGGCCGAGGC GCTGCGCAACGACGGCATCGAGGTGGAGGAGCGCGACGTCGACGCCGGCCTGTTGCCCTC GCTGTCCGCCGAGCGGCCCGCCTGCGTGGTCCCGATGCTGCACGGAGAGGCCGGCGAGGA CGGAGCCGTCCGCGAGGTCCTCGAGCTGCTCGACCTGCCGTACGTCGGCTCGCGCCCCGC CGTGTGCCGTACGGCGTTCGACAAGCCCGTGGCGAAGACCATCGTGCGGGCGACGGGCAT CAGCACGCCGGAGTGGTACTGCCTGCCCCACGAGACGTTCCGCGAGCTGGGTGCGGTGGC GGTGATGGACGCCCTGGTCGCCAAGCTCGGCCTGCCCCTGATGGTCAAGCCGGCCCGGAG CGGGTCGGCGCTCGGCTGCACCGTCGTCCGTGAGGCCTCCGAGCTGCCTACCGCGATGAT CAACGCGTTCGCCTACGGTGACGTCGCGCTGCTGGAGCAGTTCGTCGCCGGCACGGAGGT CGCCGTGCCCGTGCTGGACGACGGCTCCGGTCCCCAGGCCCTCCCGGCGGTCGGCATCCG CCCGGACGGCGGGGTCTACGACTACACCGCCCGCTACACCGCGGGGTCCACCGAGTTCGT CGTGCCGGCCCGACTGTCCCCGGAGCTCACCCGTCGGTGTGCCGAGGTGGCCGTCGGTGC CCACGAGGCGCTCGGCCTGCGTGACCTGTCGCGCTCCGACCTCATCATCGACGACGCCGG CGAGATCTGGTTCCTCGAGGTGAACGTCGCGCCGGGCTTCACCGAGACCTCCACGGTCCC GCTGGCGATCATCGGATCCCGGGCCCGTCGACTGCAGAGGCCTGCATGCAAGCTTGGCGT AATCATGGTCATAGCTGTTTCCTGTGTGAAATTGTTATCCGCTCACAATTCCACACAACA TACGAGCCGGAAGCATAAAGTGTAAAGCCTGGGGTGCCTAATGAGTGAGCTAACTCACAT TAATTGCGTTGCGCTCACTGCCCGCTTTCCAGTCGGGAAACCTGTCGTGCCAGCTGCATT AATGAATCGGCCAACGCGCGGGGAGAGGCGGTTTGCGTATTGGGCGCTCTTCCGCTTCCT CGCTCACTGACTCGCTGCGCTCGGTCGTTCGGCTGCGGCGAGCGGTATCAGCTCACTCAA AGGCGGTAATACGGTTATCCACAGAATCAGGGGATAACGCAGGAAAGAACATGTGAGCAA AAGGCCAGCAAAAGGCCAGGAACCGTAAAAAGGCCGCGTTGCTGGCGTTTTTCCATAGGC TCCGCCCCCCTGACGAGCATCACAAAAATCGACGCTCAAGTCAGAGGTGGCGAAACCCGA CAGGACTATAAAGATACCAGGCGTTTCCCCCTGGAAGCTCCCTCGTGCGCTCTCCTGTTC CGACCCTGCCGCTTACCGGATACCTGTCCGCCTTTCTCCCTTCGGGAAGCGTGGCGCTTT CTCATAGCTCACGCTGTAGGTATCTCAGTTCGGTGTAGGTCGTTCGCTCCAAGCTGGGCT GTGTGCACGAACCCCCCGTTCAGCCCGACCGCTGCGCCTTATCCGGTAACTATCGTCTTG AGTCCAACCCGGTAAGACACGACTTATCGCCACTGGCAGCAGCCACTGGTAACAGGATTA GCAGAGCGAGGTATGTAGGCGGTGCTACAGAGTTCTTGAAGTGGTGGCCTAACTACGGCT ACACTAGAAGAACAGTATTTGGTATCTGCGCTCTGCTGAAGCCAGTTACCTTCGGAAAAA GAGTTGGTAGCTCTTGATCCGGCAAACAAACCACCGCTGGTAGCGGTGGTTTTTTTGTTT GCAAGCAGCAGATTACGCGCAGAAAAAAAGGATCTCAAGAAGATCCTTTGATCTTTTCTA CGGGGTCTGACGCTCAGTGGAACGAAAACTCACGTTAAGGGATTTTGGTCATGAGATTAT CAAAAAGGATCTTCACCTAGATCCTTTTAAATTAAAAATGAAGTTTTAAATCAATCTAAA GTATATATGAGTAAACTTGGTCTGACAGTTACCAATGCTTAATCAGTGAGGCACCTATCT CAGCGATCTGTCTATTTCGTTCATCCATAGTTGCCTGACTCCCCGTCGTGTAGATAACTA CGATACGGGAGGGCTTACCATCTGGCCCCAGTGCTGCAATGATACCGCGAGACCCACGCT CACCGGCTCCAGATTTATCAGCAATAAACCAGCCAGCCGGAAGGGCCGAGCGCAGAAGTG GTCCTGCAACTTTATCCGCCTCCATCCAGTCTATTAATTGTTGCCGGGAAGCTAGAGTAA GTAGTTCGCCAGTTAATAGTTTGCGCAACGTTGTTGCCATTGCTACAGGCATCGTGGTGT CACGCTCGTCGTTTGGTATGGCTTCATTCAGCTCCGGTTCCCAACGATCAAGGCGAGTTA CATGATCCCCCATGTTGTGCAAAAAAGCGGTTAGCTCCTTCGGTCCTCCGATCGTTGTCA GAAGTAAGTTGGCCGCAGTGTTATCACTCATGGTTATGGCAGCACTGCATAATTCTCTTA CTGTCATGCCATCCGTAAGATGCTTTTCTGTGACTGGTGAGTACTCAACCAAGTCATTCT GAGAATAGTGTATGCGGCGACCGAGTTGCTCTTGCCCGGCGTCAATACGGGATAATACCG CGCCACATAGCAGAACTTTAAAAGTGCTCATCATTGGAAAACGTTCTTCGGGGCGAAAAC TCTCAAGGATCTTACCGCTGTTGAGATCCAGTTCGATGTAACCCACTCGTGCACCCAACT GATCTTCAGCATCTTTTACTTTCACCAGCGTTTCTGGGTGAGCAAAAACAGGAAGGCAAA ATGCCGCAAAAAAGGGAATAAGGGCGACACGGAAATGTTGAATACTCATACTCTTCCTTT TTCAATATTATTGAAGCATTTATCAGGGTTATTGTCTCATGAGCGGATACATATTTGAAT GTATTTAGAAAAATAAACAAATAGGGGTTCCGCGCACATTTCCCCGAAAAGTGCCACCTG ACGTCTAAGAAACCATTATTATCATGACATTAACCTATAAAAATAGGCGTATCACGAGGC CCTTTCGTCTCGCGCGTTTC

Rezultati analiz#

Protein: Protein je D-alanine–D-alanine ligaza, ki je dolg 320 aminokislinskih ostankov

Organizem: gre za Nocardioides sp. (zemeljski metagenome), ki je bil vzorčen na agrikulturni površini .Protein je bil indentificiran s pomočjo NCBI BLAST, varianta blastx znotraj zbirke non-redundant protein sequences (nr), pri čemer je bila E vrednost enaka 3e-171 identičnost pa 82,13%, tako da sem iz danega nukleotidnega zaporedja s pomočjo karte plazmida pUC57 (https://www.snapgene.com/plasmids/basic_cloning_vectors/pUC57) določili multiklonirno mesto (MCS), zaporedje znotraj MCS sem vstavil v blastx.

Prikaz najdenih podobnih zaporedij z največjo podobnostjo:

s16-blastx_nr_organizem

Funkcija proteina: D-alanin–D-alanin ligaza je pomemben encim v biosintezi peptidoglikana, ki je ključna komponenta celične stene bakterij, reakcija: ATP + 2 D-alanine = ADP + D-alanil-D-alanine + H+ + fosfat, kofaktorji Mg2+ oz. Mn2+ veže dva iona na podenoto..

Koda zapisa BLAST identificiranega proteina: GenBank HEY3016772.1

Aminokislinsko zaporedje:

>ORIGIN [HEY3016772.1]      
        1 mpdaipgriv vlagglsher dvslrsgrrv aeamrtsglq veerdvdasl lpafvadppa
       61 cvvpmlhget gedgairevl elldlpyvgs rpavcrtafd kpvaktivrr igidtpdwfc
      121 lphqtfrelg avavmdalva rlglplmvkp arsgsalgct vvhdsadlps amvnafaygd
      181 valleqfveg devavcvidd gsgphalpiv sikpdggvyd ytarytagst qfevparlep
      241 evleacarva itahealglr dlsrsdlivd pdgrvwflev nvapgftets tvplsiqaag
      301 ldlgkvmtsl vtaavgrtas

Splošna karakterizacija:#

Za zapis GenBank HEY3016772.1 ni na voljo pripisov glede značilnosti proteinskega produkta, zato so za karakterizacijo proteina bila v pomoč anotirana aminokislinska zaporedja, ki so podomna zaporedju identificiranega proteina. Nadaljne analize sem opravil z proteinom, ki ima v uniprot ID: [O66806] organizma aquifex aeolicus sev VF5, ki sem ga določil z uporabo NCBI BLAST, varianta blastp znotraj zbirke UniProtKB/Swiss-Prot(swissprot) identičnost je bila 35.83%, E vrednosti pa 6e-61.

s16-blastp_indentifikacija_proteina

Lokacija in post-translacijske modifikacije#

Sam protein je citoplazemski glavna post-translacijska modifikacija pa je obseg aktivnega peptida v zrelem proteinu.

s16-PTM s16-lokalizacija

Najbolj podobno zaporedje je zaporedje vnešeno v Uniprot kot O66806. Gre za protein D-alanine–D-alanine ligaza, ki pripada organizmu aquifex aeolicus sev VF5. Ta protein se nahaja v citosolu. Zaporedje je dolgo 291 amoinokislinskih ostankov.

Na podlagi relativno visoke podobnosti z iskalnim zaporedjem lahko sklepamo, da je protein z zaporedjem HEY3016772.1 D-alanine–D-alanine ligaza , ki se nahaja v celičnem citosolu. Ta zaključek podpirajo tudi prostala zaporedja z visoko podobnostjo, ki so bila najdena v zbirki swissprot.

Poravnava HEY3016772.1 z O66806:

s16-poravnava_izhodnega_z_O66806

Iz poravnave je razvidno, da 6 AK ostankov na začrtku iskalnega zaporedja ne predstavlja D-alanine–D-alanine ligaze.

Sorodni proteini in ohranjenost regij:#

Izhodščni protein sem primerjal z drugimi sorodnimi proteini D-alanine–D-alanine ligaz, ki sem jih dobil z uporabo izhodiščnega zaporedja v NCBI BLAST, varianta blastp znotraj zbirke UniProtKB/Swiss-Prot(swissprot), nato pa jih poravnal z uporabo programa Clustal Omega (https://www.ebi.ac.uk/jdispatcher/msa/clustalo).: CLUSTAL O(1.2.4) multiple sequence alignment. Iz poravnave je razvidno da je pomembna regija od cca. 50 AK ostanka do 100 AK ostanka, saj se ta regija pri vseh organizmih najbolj ujema, lahko sklepamo, da je pomembna za samo funkcijo proteina.

ORIGIN ———————MPDAIPGRIVVLAGGLSHERDVSLRSGRRVAEAMRTSGL 39 Fervidobacterium —————————MYLGVLLGGISREREISIRSGKRIAQALRNMGH 33 Gloeobacter —————————MRITVLSGSDSPEREVSLVSGRAVQAALETLGH 33 Pseudomonas ———-MTAAYANLFSTIAPKDFGRVAVLFGGLSAEREVSLKSGNAVLTALQSAGV 50 Pectobacterium ————————-MTEKVAVLLGGTSAEREVSLLSGQAVLAGLKEAGI 35 Salmonella ————————-MADKIAVLLGGTSAERDVSLNSGAAVLAGLREGGI 35 Nitrosomonas ———————MNIRDLGKVAVLLGGRSAEREISLKSGHAVLAALQRSQV 39 Bordetella ————MNQSVTRPRPDAKALGKVGVLYGGRSAERDVSLMSGKGVHQALLSAGV 48 Polynucleobacter MFNVGANLSSWGDRVKSSLAGMDLKSLGRVGVLLGGKSGEREISLMSGNGVLEALRSKGV 60 Aquifex —————————MRVVVLMGGRSSEREISLKTGKAVAKALRELGH 33 Pelotomaculum ————————-MTLKVGVLMGGRSSEREVSLKTGEAVYNALKVKNY 35 Syntrophotalea ——————-MQRQELQQKKIAVLMGGLSAEREVSLRTGKAISQALTRCGY 41 : ** . * **::: :* : .:

ORIGIN QVEERDVDASLLPAFVA-DPPACVVPMLHGETGEDGAIREVLELLDLPYVGSRPAVCRTA 98 Fervidobacterium VVDEIDVDDNFIYKLSELKKYDALFNILHGTFGEDGKMQAILDSIGIPYTGSGVETSVIA 93 Gloeobacter EVTMVDPGPDLPVRLLE-NPPDFVWIALHGDKGENGKLQGLLDWLGLPYNGSGVTASAIA 92 Pseudomonas DAFGIDVGADILQRLLS-EKIDRAFIILHGRGGEDGSMQGLLEVAGIPYTGSGILASALA 109 Pectobacterium NAHAVDTRDVSVTTLKE-EGFTKIFIALHGRGGEDGTLQGVLEFLGLPYTGSGVMASALT 94 Salmonella DAHPVDPQEVDVAQLKA-MGFQKVFIALHGRGGEDGTLQGMLELLGLPYTGSGVMASALS 94 Nitrosomonas DAHAFDPVGQPLEDLLK-QGFDRAFIALHGRYGEDGSVQGALELMDLPYTGSGILASALA 98 Bordetella DAHLFDTGERTLAELAA-AGFDRVFIALHGRYGEDGTLQGALELLGLPYTGSGPMASSLS 107 Polynucleobacter DAHAFDAGLRCPTELVK-EKFDRIFISLHGRFGEDGTIQGLLELLGLPYTGSAVLASALA 119 Aquifex EVYELDLDKELPCKLLE-IKPDKVFIALHGRYGEDGTVQGLLEILDIPYTGSDTIASAVS 92 Pelotomaculum LAVKIDVGLDVVERIKE-ERIDLAFIALHGRYGEDGTIQGLLEMLDIPYTGSGVLASALA 94 Syntrophotalea EVTDIDAGRDLAQQLEK-TGVEVAFIALHGRFGEDGTVQGLLELADIPYTGSGVLASSLA 100 . * : *** : :: : .: ** .. :

ORIGIN FDKPVAKTIVRR——–IGIDTPDWFCLPHQTFRELGAVAVMDA-LVARLGLPLMVK 149 Fervidobacterium FDKYLCNLFVENTIERYEELSVVKIPNFLLISSEEF—–EESKIYMIEEKIGLPCVVK 148 Gloeobacter MDKVVSKRLFVA——–EGIPTPAYRVAEAV—-PQVSECQAWL–AALGSPVVVK 138 Pseudomonas MDKLRTKQVWHT——–LGIPTPRHAVLRSE——-ADCISAA–TELGFPLIVK 152 Pectobacterium MDKLRTKQVWQA——–VGLPVSPYVALDRRQYSEMAANALLATF–THLGLPLIVK 144 Salmonella MDKLRSKLLWQG——–AGLPVAPWVALTRAEFEKGLSEEQKARI–SALGLPLIVK 144 Nitrosomonas MDKWRTKMIWQA——–AGISTPDYVMLDAD——-SNFQEVT–DRLGLPLIIK 141 Bordetella MDKIMTKRVWLQ——–HGLRTPAFEVLDAQ——-AELRTVP–DRLGLPLILK 150 Polynucleobacter IDKIVTKQVWIS——–NGLATPEYEELTAT——-SDWNAVV–QHLGLPLIVK 162 Aquifex IDKDFTKRIVKS——–LGINTPDWETFISEGD———-VLNTEWNKFPAVVK 134 Pelotomaculum MDKAATKKIIQY——–EGLPTPPFMLVEKKEALKESLQACSERICRE-MGLPLVVK 145 Syntrophotalea MDKVATKKMLCY——–HGIATPGFAVMRRGQK———–ICGTLPDYPLVVK 141 :** : . : * ::*

ORIGIN PARSGSALGCTVVHDSADLPSAMVNAFAYGDVALLEQFVEGDEVAVCVIDDGSGPHALPI 209 Fervidobacterium PRKEGSSIGTHICFSKEELLDALKNEFKNYDEMIVQEYIKGKEITVSVIDINGTPTVLPI 208 Gloeobacter PADGGSTVGVTIAREAGHLPEAVRLALQYSPQVLIEQYIPGQEITVALLDG—-LVLPA 194 Pseudomonas PAHEGSSIGMAKVSSASELIDAWKAASTYDSQVLVEQWIHGPEFTIATLRD—-QVLPP 208 Pectobacterium PSREGSSVGMSKVNTLSELPAALEEAFRHDDDILVEKWLSGPEYTVAILGD—-EVLPS 200 Salmonella PSREGSSVGMTKVVEENALQGALSLAFQHDDEILIEKWLCGPEFTVAIVGE—-EILPS 200 Nitrosomonas PAREGSTIGLNKVDYAQDMQSAYQTAAQHDSLVIAEQFIQGIELTAAILDD—-VPLPL 197 Bordetella PPHEGSTVGITKVAGYSDMKEGYAQAAKFDDEVLAEQFIAGRELTVAVLGTGAAAHALPV 210 Polynucleobacter PAHEGSSLGLTKVKSVEELPAAYKLAAGLDKKVIAETCIIGDELTCPLVGQGKTAEALPV 222 Aquifex PVREGSSVGLKIVESLEELKEYALDLLKKTERVMVEEFVEGRDMTVGILKG—-EALPV 190 Pelotomaculum APTQGSTIGMSFVHKEEDMAGALELAYDYDPVALVEQFIRGTEVTASILGN-EEPVALPL 204 Syntrophotalea PAREGSTIGISIVHDEQELAAGLEEAFRHDDLVLVEQFIAGAEVTVGVLDG—-QPLPI 197 *:: : : : : * : : : **

ORIGIN VSIKPDG-GVYDYTARYTAGSTQFEVPARLEPEVLEACARVAITAHEALGLRDLSRSDLI 268 Fervidobacterium LELRPKK-LFYDYEAKYTDGMTEFIIPAELDGETTEKINHAVLKIYKSLGCKHFSRIDGI 267 Gloeobacter IEIVPQGRDFYDYEAKYAPGGSRHLIPPNLAADVLKASVDAAYRACRAVGSTGLVRADVR 254 Pseudomonas IALGTPH-TFYDYDAKYIANDTQYRIPCGLDAAKEKELMDLTAQACEALGIAGWGRADVM 267 Pectobacterium IRIQPAG-TFYDYEAKYLSDDTQYFCPSGLSDEKEQELAGLAMAAYRAVGCSGWGRVDFM 259 Salmonella IRIQPAG-TFYDYEAKYLSDETQYFCPAGLEASQEAALQSLVLQAWKALGCTGWGRIDVM 259 Nitrosomonas VRIDVTE-GLYDYQAKYFSESTRYTCPSGLSKILTTRIQEQALYAHRILGCTGWSRVDLI 256 Bordetella IEIVAPG-GNYDYEHKYFSDETQYFCPADLPDAVAAEVADLAVRAYRALGCAGWGRIDFM 269 Polynucleobacter IKIIPPQ-ANYDFHNKYFSDETQYLCPTGLAPEVNAAVQTLALAAYKALGCRTWGRADVM 281 Aquifex VEIIPKK-GVYDYECKYTKGMSEYRILK–DEKLSKKLQEISLKISKFLSLKDFARIDFR 247 Pelotomaculum IEIVSAT-GVYDYKAKYTAGMSDHIIPPRIPEKQQNAIKKLAVSTFKSLGCRGLARVDFI 263 Syntrophotalea IQVVPKG-GFYDYQSKYTPGQTEYLLPAPLPETLYGALQDSAVRVFEAIGCCGAARVDFM 256 : : *: : : . . :. * *

ORIGIN VDPD-GRVWFLEVNVAPGFTETSTVPLSIQAAGLDLGKVMTSLVTAAVGRTAS—– 320 Fervidobacterium VKD–GVFYFLEVNTLPGMTELSDLPMSANAFGISFDELVDLIIKEACRKL——- 316 Gloeobacter VDPE-GRPWVLEVNTLPGMTATSLAPEAAQAAGIDFEQLIQRIIDRSLD——— 302 Pseudomonas QDAD-GKFWFLEVNTAPGMTDHSLVPMAAKAAGLDFQQLVLAILAASVDADGKKEARG 324 Pectobacterium LDSD-GAFYLLEVNTSPGMTSHSLVPMAAHQRGLTFSQLVVKILELAG———- 306 Salmonella LDSD-GQFYLLEANTSPGMTSHSLVPMAARQAGMSFSQLVVRILELAD———- 306 Nitrosomonas LDKN-GQPFFLEANTSPGMTNHSLVPMAAQAAGISFDELVIQILELSCEYA——- 306 Bordetella LDAD-NRPWLLEANTSPGMTSHSLVPMAAKAIGMSYAELCVSIVSEAACKVHSPARNS 326 Polynucleobacter LDQKTGKPYLLEMNTSPGMTSHSLVPMAAKAAGIEYADLVLWLLSQTLQQKEGATT– 337 Aquifex VTKE-GKIFFLEVNTIPGMTELSLLPMAAKEKGMDFKKLISIIIT————- 291 Pelotomaculum VDKQ-GNPFILEVNTIPGMTATSLFPDAARAAGIEFPDLIEKLVELAMENCGIRRR– 318 Syntrophotalea VTDT-G-FYCLEVNTIPGMTETSLLPKAANAVGMSFDELVERILAGAS—-LRK— 305 . : ** *. *: * * : . *: .: ::
s16-filogenetsko_drevo

Z aminokislinskimi zaporedji proteinov iz istih proteinov sem prav tako naredil filogenetsko drevo. Iz filogenetskega drevesa lahko razberemo specifične lastnosti npr.: Fervidobacterium in Aquifex sta oba termofilna organizma (živita v vročih okoljih) in sta blizu pri korenu drevesa. Pseudomonas, Pectobacterium, Salmonella, in Bordetella so razmeroma bližje drug drugemu, kar pomeni, da imajo bolj skupnega prednika in so verjetno evolucijsko bolj sorodne kot na primer Syntrophotalea. Da bi ugotovil ohranjenost sspecifičnih regij sem moral izvesti analizo z WebLogo3 (https://weblogo.threeplusone.com/create.cgi), iz katerega je razvidno da so najbolj ohranjene regije 3 in sicer: Regija okoli 55-75 AK ostanka vtej regiji so opazne velike črke, kar kaže na visoko stopnjo ohranjenosti aminokislin. Ta regija verjetno vsebuje ključne funkcionalne ali strukturne elemente, kot so katalitična mesta ali vezavne domene za ATP ali substrat (vrjetno gre za ATP-grasp domeno). Regija okoli 95-115 in regija okoli 200-220. Najmanj ohranjene regije pa so Regija okoli 1-40 na začetku zaporedij je precej variabilnosti, kar je razvidno iz manjših črk v weblogo-tu. Te regije so manj kritične za osnovno delovanje proteina in se lahko med vrstami bolj razlikujejo. Regija okoli 145-165.Regija okoli 320-350: Tudi na koncu zaporedij je precej variabilnosti, kar kaže na manjšo ohranjenost aminokislin. Ta del proteina je verjetno manj pomemben za osnovno funkcijo encima. Najbolj ohranjene regije verjetno vsebujejo aktivna mesta in ključne strukturne elemente, ki so bistveni za katalitično delovanje D-alanin–D-alanin ligaze. Variabilne regije pa lahko prispevajo k specifičnim prilagoditvam posameznih vrst, vendar ne vplivajo bistveno na osnovno funkcijo proteina

s16-weblogo

Podobni evkariontski proteini:#

Iskanje z blastp v podatkovni bazi UniProtKB/Swiss-Prot(swissprot) ni dalo nobenih zadetkov zato sem podobne evkariontske proteine poiskal z pomočjo NCBI BLAST-a (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi), tako da sem izhodiščno AK zaporedje dal v blastp in iskal v podatkovni bazi Non-redundant protein sequences (nr), prav tako pa sem iskanje omejil na organizem: Eucaryotae [2759]. Vzel sem prve 4 zadateke na blastp, kode zapisov BLAST identificiranih proteinov v GenBank-u so [MCL4150601.1] (E vrednost = 3e-42), [CAJ0543218.1] (E vrednost = 4e-41), [GEU28085.1] (E vrednost = 4e-39), [PON53579.1] (E vrednost = 4e-39). Protein [MCL4150601.1] je iz organizma idotea baltica, ker protein ni anotiran sem iskal njemu najbolj podobne proteine v blastp v podatkovni bazi UniProtKB/Swiss-Prot(swissprot), in za funkcijo uporabil najboljši zadetek in sicer to je bil protein D-alanine–D-alanine ligaza organizma Saccharophagus dgradans (UniProt ID [Q21MG7]), funkcija ostane enaka izhodiščnemu. Protein [CAJ0543218.1] je iz organizma Culicoides impunctatus in je D-alanin–D-alanin ligaza B, katerega funkcija je ista kot tista od izhodiščnega proteina. Protein [GEU28085.1] organizma Tanacetum cinerariifolium je protein za celično delitev FtsZ, ki je bistven za celično delitev in tvori kontraktilno obročasto strukturo (Z-obroč) na bodočem mestu delitve celice. Regulira sestavo obroča nadzoruje čas in lokacijo celične delitve. Ena od funkcij FtsZ obroča je, da na septum pritegne druge proteine za celično delitev, da se ustvari nova celična stena med delitvenima celicama. Veže GTP in ima GTPazno aktivnost. Protein [PON53579.1] organizma Parasponia andersonii, da sem ugotovil njegovo funkcijo sem uporabil blastp v podatkovni bazi UniProtKB/Swiss-Prot(swissprot), funkcija tega proteina je kataliza proizvodnje glutationa iz gama-glutamilcisteina in glicina na ATP-odvisen način, sam protein pa pripada družini evkariontskih GSH sintaz. Večina zadetkov je bila za D-alanin–D-alanin ligaze jaz sem vzel še dva proteina, ki to nista bila da bi videl podobnost med njimi in njihovimi funkcijami.

s16-blastp_evkarionti

Medproteinske interakcije:#

Ker v izhodiščnem proteinu niso bile anotirane medproteinske interakcije sem za to analizo uporabil protein, ki ima v UniProtu-u ID [O66806], ki sem ga dobil z uporabo NCBI bLAST-a z različico blastp v podatkovni bazi UniProtKB/Swiss-Prot(swissprot) identičnost je bila 35.83%, E vrednosti pa 6e-61. Za ta protein so predvideli, da naj bi interagiral z 10 različnimi proteini, glavni so UDP-MURNAC-pentapeptid sintaza sodeluje pri tvorbi celične stene. Katalizira zadnji korak v sintezi UDP-N-acetilmuramojl-pentapeptida, prekurzorja mureina (na sliki označen “murF”). UDP-N-acetilenolpiruvoilglukozamin reduktaza, tvorba celične stene (na sliki označen “murB1”).UDP-N-acetilmuramat-alanin ligaza; tvorba celične stene;(na sliki označen “murC”). Alanin racemaza katalizira medsebojno pretvorbo L-alanina in D-alanina. Lahko deluje tudi na druge aminokisline (na sliki označen “alr”). Fosfo-N-acetilmuramojl-pentapeptid transferaza; tvorba celične stene. Katalizira prenos GlcNAc podenote na undecaprenil-pirofosforil-MurNAc-pentapeptid (lipidni intermediat I), da se tvori undecaprenil-pirofosforil-MurNAc-(pentapeptid)GlcNAc (lipidni intermediat II) (na sliki označen “murG”). Ker nisem dobil nobenih zadetkov pri iskanju z blastp v podatkovni bazi UniProtKB/Swiss-Prot(swissprot) za podobne evkarionske proteine, nisem mogel določiti če oni interagirajo z kakšnimi drugimi proteini.

s16-interakcija_z_drugimi_proteini

Strukturna katakterizacija#

Struktura proteina še ni znana (ni vnešena v zbirko PDB). Homologi z določeno strukturo so bili poiskani s pomočjo izvedbe blastp po zbirki PDB, ki vsebuje že eksperimentalno določene strukture.

s16-blastp_PDB

Eden izmed homologov (predstavlja 95% iskalnega zaporedja iin ima 34,49% identičnost), za katerega je določena struktura je veriga A D-alanin–D-alanin ligaze organizma Pseudomonas aeruginosa PDBID 8EVX in UniProtID Q9HWI0. Struktura je bila določena s x-ray difrakcijo. Gre za dimer.

s16-chimera_8EVX

Narejena je bila poravnava predvidene strukture iskalnega proteina, ki je bila zgenerirana v AlphaFold-u 3 in eksperimentalno določene strukture verige A D-alanin–D-alanin ligaze organizma [Pseudomonas aeruginosa] v programu PyMol .

s16-AlphaFold_HEY3016772.1 s16-poravnava_HEY30167721_in_8EVX

Jasno je razvidno, da predvidena struktura iskalnega proteina na sliki prikazan svetlo modro na začetnem N-koncu strukture vsebuje velik del, ki v eksperimentalno določeni strukturi ni prisoten (na sliki prikazan temno modro). Preostal del strukture določene z AlphaFoldom vsebuje bolj ali manj enake strukturne elemente, ki imajo tudi zelo podobno prostorsko ureditev. Najbolj se prilega del v prvi tretjini od N-terminalnega dela, kar je smiselno saj je tam ATP-grasp domena, ki igra ključno vlogo pri funkciji proteina (pri iskalnem proteinu smo to predvidevali preko primerjave s homologi).

s16-PyMol_N-terminalni_del

VIRI:#

Contents