S1-10

S1-10#

Datum izdelave: (2026-05-07)

Koda seminarja: (S1-10)

Kako me komarji zavohajo?#

  1. Na spletni strani PDB vsak mesec objavijo t. i. molekulo meseca. Naloga se navezuje na molekulo meseca Aprila 2026 - vohalne receptorje insektov (insect odorant receptors). PDB strukturo receptorja brez ligandov najdemo pod vstopno kodo 8V00. Odgovori na vprašanja, ki se nanašajo na ta kompleks.

  • Iz katerih organizmov so pridobili gen za ta receptor?

  • Pri človeku vohalni receptorji spadajo v družino GPCR pri insektih pa je sistem malo drugačen. V katero skupino spadajo insektni vohalni receptorji, kako delujejo?

  • Iz katerih proteinov in iz koliko polipeptidnih verig je receptor sestavljen?

  1. Ena od podenot je pri vseh receptorjih neke vrste enaka, druga pa je variabilna. Variabilnost te podenote je velika že na nivoju vrste (Drosophila melanogaster ima 60 variant!), še večja pa je med raznimi vrstami insektov. Zaporedje variabilnega proteina je podano spodaj. Ugotovi, katero od podenot insektnega vohalnega receptorja predstavlja (namig: proteinu je določena struktura). Odgovori na vprašanja, ki se navezujejo na spodnje zaporedje.

MASILDCPIVSVNARVWRFWSFVLKHDAMRYISIIPVTVMTFFMFTDLCRSWGNIQELIIKAYFAVLYFNAVLRTLILVKDRKLYENFMQGISNVYFEISHIDDHKIQSLLKSYTVRARMLSISNLALGAIISTCFVVYPIFTGERGLPYGMFIPGLDSFRSPHYEIIYIVQVVLTFPGCCMYIPFTSFFASTTLFGLVQIKTLQRQLQTFKDNINSQDKEKVKAKVVKLIEDHKRIITYVSELNSLVTYICFVEFLSFGMMLCALLFLLNVIENHAQIVIVAAYIFMIISQIFAFYWHANEVREESMNLAEAAYSGPWVELDNSIKKKLLLIILRAQQPLEITVGNVYPMTLEMFQSLLNASYSYFTLLRRVYN

Namig za iskanje proteina po UniProt: zapis ni pregledan.

  • Kako se imenuje ime gena, ki kodira za ta protein? Kateremu organizmu pripada? Izpiši kodo tega proteina v UniProt!

  • Kje v celici se ta protein nahaja?

  • Koliko transmembranskih heliksov ima?

  • Izpiši aminokislinsko zaporedje četrtega transmembranskega heliksa!

  1. Sprejet si bil na poletno delo v nekem raziskovalnem laboratoriju, ki se ukvarja z zgornjim proteinom. Želijo ga preučevati, zato bi radi, da ga analiziraš na podlagi aminokislinskega zaporedja in ugotoviš:

  • Ali morajo uporabiti anionski ali kationski izmenjevalec, če želijo protein izolirati s pomočjo ionske kromatografije. Vemo, da je protin stabilen pri pH=7,5.

  • Katerih treh aminokislinskih ostankov je v tem zaporedju največ? Zakaj misliš, da je temu tako?

  • Vodja laboratorija se je odločil, da ne boste izolirali le posameznega proteina, temveč celoten proteinski kompleks. Premisli, katera kromatografija bi bila najbolj primerna! (namig: Odgovor lahko najdeš v člankih, v katerih so podobnim kompleksom že določili strukturo.)

  1. Ponoči se je v podatkovno bazo prikradel nepridiprav in izbrisal nekatere proteine, tako da jih tudi BLAST več ne najde. K sreči je imel nek paranoičen biokemik neke osnovne opise vseh proteinov shranjene v svoji privatni bazi. Ker je kriza velika moramo pri ponovnem urejanju pomagati tudi študentje biokemije. S pomočjo spletnih orodij ugotovi kateremu organizmu pripada protein, katerega zaporedje in osnovne anotacije so podane spodaj. Izdelaj filogenetsko drevo, ki naj vsebuje (poleg spodnjega zapisa) vsaj 20 različnih zapisov, med njimi pa se morajo nahajati naslednji organizmi: Drosophila melanogaster, Locusta migratoria, Anopheles gambiae, Harpegnathos saltator, Apocrypta bakeri, Drosophila ananassae, Ooceraea biroi, Galleria mellonella, Cnaphalocrocis medinalis. Da bo drevo čim bolj uporabno za nalogo glej, da bodo zaporedja vzeta iz različnih organizmov in do bodo predstavljala, kar se da veliko predstavnikov vrst, ki so med obveznimi (naj vsebuje več vrst metuljev, hroščev, os, vešč, kobilic, uši …). Ali lahko zgolj iz te primerjave sklepaš v katero družino insektov spada organizem? Če da, v katero? Lahko določiš za točno kateri organizem gre?

Na voljo je primer zaporedij, s katerimi si lahko pomagaš pri iskanju. Opomba: imena organizmov in zaporedij so zamešana, zato te datoteke ne moreš uporabiti za ClustalOmega.

Protein family: Orco
Class: Insecta
Sequence: 

MKFKHQGLVADLLPNIRVMQGVGHFMFNYYSEGKKFPHRIYCIVTLLLLLLQYGMMAVNLMMESDDVDDLTANTITMLFFLHPIVKMIYFPVRSKIFYKTLAIWNNPNSHPLFAESNARFHALAITKMRRLLFCVAGATIFSVISWTGITFIEDSVKRITDPETNETTIIPIPRLMIRTFYPFNAMSGAGHVFALIYQFYYLVISMAVSNSLDVLFCSWLLFACEQLQHLKAIMKPLMELSATLDTVVPNSGELFKAGSADHLRESQGVQPSGNGDNVLDVDLRGIYSNRQDFTATFRPTAGTTFNGGVGPNGLTKKQEMLVRSAIKYWVERHKHVVRLVTAVGDAYGVALLLHMLTTTITLTLLAYQATKVNGVNVYAATVIGYLLYTLGQVFLFCIFGNRLIEESSSVMEAAYSCHWYDGSEEAKTFVQIVCQQCQKAMSISGAKFFTVSLDLFASVLGAVVTYFMVLVQLK

Za konec je potrebno odgovoriti na začetno vprašanje: Kako nas komarji zavohajo? Za reprezentativnega komarja si bomo izbrali Aedes aegypti oz. komarja ščitarja/komarja rumene mrzlice. Primer gena, ki kodira za vohalni receptor tega komarja in ga bomo uporabili v tej nalogi je GPROR4. Zaenkrat poznaš prvi korak tega procesa: ko se molekula (če komar voha človeka je to ogljikov dioksid) veže na receptor se spremeni njegova konformacija in natrijevi ioni prodrejo v celico, ter sprožijo signal. Kaskada teče preko različnih proteinov, da pride do nevrona. S pomočjo spletnih virov ugotovi, kateri proteini so ključni za prenos tega signala do nevronov in kateremu nevronskemu proteinu ta signal prenesejo. H kateri družini proteinov spada ta nevronski protein?

Aedes aegypti

vir slike: https://en.wikipedia.org/wiki/Aedes_aegypti

Contents