Занятие 9. Транспортные белки

Обязательные задания

Построение парного выравнивания исследуемого белка и заданного прототипа

Поиск последовательностей белка-прототипа я вел в БД PDB по идентификатору 1RC2 и в БД UniProt (с помощью SRS) по идентификатору P60844. В результате сравнения полученных последовательностей (см. выравнивание, сделенное программой needle) оказалось, что они идентичны.

Парное выравнивание последовательности заданного белка с AC UniProt A2WE20 и последовательности белка-прототипа из PDB также было построено программой needle (при Gap_penalty: 10.0 и Extend_penalty: 0.5). Его характеристики таковы:

# Length: 306
# Identity:     174/306 (56.9%)
# Similarity:   198/306 (64.7%)
# Gaps:          75/306 (24.5%)
# Score: 902.0

Разметка мембранных сегментов на выравнивании

По идентификатору PDB белка-прототипа найдено описание ориентации белка в мембране в БД OPM. Согласно этому описанию, в файле marking.msf ниже последовательности прототипа добавлена последовательность с названием "OPM" и разметкой ТМ сегментов.

Предсказание топологии заданного белка с помощью наиболее популярной программы (TMHMM)

Результат предсказания заданного белка с помощью сервера TMHMM (опции по умолчанию). К последовательностям в файле marking.msf добавлена еще одна искусственная последовательность "TMHMM", отражающая результаты данного предсказания.

Готовое выравнивание было экспортировано в формат HTML и Clustal. В первом случае красным отмечены идентичные или схожие остатки в двух последовательностях белков, а зеленым - позиции остатков, которые находятся в трансмембранных участках и по результатам OPM, и по результатам предсказания TMHMM.

Оценка качества предсказания

Результаты предсказания топологии мембранного белка A2WE20

	Число а.к. остатков
Всего а.к. остатков	306
Остатки, предсказанные как локализованные в мембране (всего)	135
Правильно предсказали (true positives, TP)	113
Предсказали не то, что нужно (а.о. предсказаны как мембранные, а по данным ОРМ таковыми не являются, false positives, FP)	22
Правильно не предсказали ( не предсказаны, и по данным ОРМ не находятся в мембране, true negatives, TN)	134
Не предсказали то, что нужно (остатки по данным ОРМ находятся в мембране, false negatives, FN)	37
Чувствительность (sensivity) = TP / (TP+FN)	0.75
Специфичность (specificity) =  TN / (TN+FP)	0.86
Точность (precision) = TP / (TP+FP)	0.84
Сверхпредсказание = FP/ (FP+TP)	0.16
Недопредсказание = FN / (TN+FN)	0.22


Сервис TMHMM не обнаружил 2 трансмембранных участка, показанных на прототипе OPM, из-за чего в середине последовательности прототипа внутриклеточные участки были перепутаны с внеклеточными. Остальные участки были предсказаны достаточно хорошо, хотя границы их не всегда совпадали с данными OPM. В целом чувствительность, специфичность и точность довольно высоки, а сверхпредсказание и недопредсказание, напротив, низки, что свидительствует о хорошем качестве предсказания.