Занятие 6.

Исследование доменной структуры конкретного белка

Опишите доменную структуру белка по данным Pfam

Откройте главную страничку БД Pfam. По идентификатору UniProt заданного белка найдите описание его доменной организации. В отчет вставьте табличку следующего вида:

Доменная структура белка xxxх_Ecoli по данным Pfam

Cхема из Pfam:
Пояснения к схеме
?	Pfam AC	Pfam ID	Полное название семейства домена (по-русски! и желательно с кратким пояснением)	Положение в последовательности белка хххх_Ecoli	Клан
1.	PF00218	IGPS	Индол-3-глицерофосфатсинтетаза, фермент, катализирующий 4-ый этап биосинтеза триптофана...	4-252	Клан TIM_barrel (CL0036), содержит 54 сем-ва, у 5-ти неизвестна функция (PFAM ID начинается с DUF)
2.

Экспортируйте в формате msf выравнивание-затравку (seed) для N-концевого домена заданного белка. Прикрепите полученный файл к отчету

Сравните описание доменной структуры в Pfam с описанием в других БД

Откройте главную страничку БД InterPro. По идентификатору UniProt заданного белка найдите описание всех подписей (signatures) , интегрированных в InterPro, т.е. имеющих InterPro ID. Cреди них найдите подпись, которая, на Ваш взгляд, наиболее отличается от подписей PFAM и может породить иное представление о первичной структуре заданного белка. Структурные мотивы на данном этапе можно (и даже лучше) опустить. В отчет внесите описание выбранного примера: картинку, название БД (полное!), InterPro ID, а также соображения, по которым был выбран именно этот пример.

Сопоставьте доменную структуру с 3D структурой заданного белка

Получите изображение 3D-структуры заданного белка, в которой цветом выделены отдельные домены в последовательности.
Подсказка.
Откройте страничку Pfam с доменной структурой заданного белка. Щелкните по кнопке "Structures" в левом меню. В открывшемся списке структур выберите структуру, содержащую, по крайней мере, 2 домена. Щелкните по кнопке "View structure" и выберите программу Jmol. Если не повезло (невозможно разобраться в картинке из-за большого количества одинаковых цепей), то щелкните по картинке, в выпавшем меню выберите кнопку "Console" и введите в командное окно команду display *:A.

Рассмотрите изображение и в отчете попробуйте ответить на следующие вопросы:
• соответствуют ли домены Pfam отдельным компактным частям структуры (структурным доменам), или нет?
• если домен Pfam попадает на отдельный структурный домен, то насколько полно такое совпадение?
Примечание.
К сожалению, JMol на сайте Pfam не дает возможности экспортировать картинку, но, возможно, нужная картинка найдется среди готовых, см. окошки справа. Хорошо, если найдется подходящая, но не нужно прикреплять к отчету невнятные картинки, картинки без пояснений и т.п.



Исследование эволюции отдельных доменов

Опишите, как часто и в каких организмах встречаются домены заданного белка

Откройте страничку Pfam с доменной структурой заданного белка. Щелчок по изображению конкретного домена откроет страничку с его описанием. Запишите в отчет, в организмах скольких видов встречаются белки с каждым из доменов заданного белка. Выберите один из доменов (не рекомендуется брать домены, встречающиеся слишком часто или слишком редко) и откройте таксономическое дерево PFAM. По данным для выбранного домена заполните следующую табличку. В кратком резюме сделайте вывод о распространенности изучаемого домена.

Представленность домена PFxxxx в организмах разных видов

Таксон		Количество белков с доменом PF:::::.
Эукариоты	Зеленые растения
	Грибы
	Животные
	Остальные эукариоты
Бактерии
Археи

Определите, в скольких разных белках Escherichia coli K12 встречаются домены, представленные в заданном белке

Откройте страничку с таксономическом деревом Pfam для первого из доменов заданного белка. С помощью команды Ctrl+F браузера найдите таксон Escherichia coli (strain K12) . Поставьте перед названием таксона галочку и щелкните по кнопке View graphically в правом меню. Изучите открывшуюся страничку и занесите результаты в табличку, см. ниже. Повторите то же для каждого из доменов заданного белка. Ниже таблички приведите число белков с точно такой же доменной организацией, что и заданный белок. Сделайте краткий вывод о частоте доменов в белках кишечной палочки.

Представленность изучаемых доменов в белках Escherichia coli (strain K12)

?	PFAM ID	Количество белков в Escherichia coli (strain K12)
1.

Приведите не менее 3-х примеров разных доменных перестроек

Для каждого из доменов заданного белка рассмотрите странички с вариантами доменной организации и подберите наиболее яркие примеры доменных перестроек. Для каждого примера в отчете приведите идентификатор PFAM и название домена, две картинки, иллюстрирующие перестройки, и краткое описание перестройки.
Пример :
Домен PF00532 (Peripla_BP_1) встречается в сочетании с разными доменами, причем бывает как на N-, так и на С-конце последовательности.
AGLR_RHIME:      B5YAI5_DICT6:

Чем не тривиальнее пример, тем лучше!! Обратите внимание на однодоменные и многодоменные варианты, на дупликации доменов, на разрывы в последовательности доменов и т.п.
Студенты, получившие для выполнения данного задания новый белок, могут поискать яркие примеры и для доменов старого белка.