Overview

Kromě analýzy primární aminokyselinové sekvence opsinů se v této části zaměříme na prostorovou strukturu proteinových molekul a ukážeme si, jak užitečné jsou pro tyto účely bioinformatické databáze.Budeme pracovat s hovězím rhodopsinem, který jsme již identifikovali v první části a v databázi Uniprot vyhledáme jeho sekundární strukturu a membránové topologie (tj. jak je protein situován vzhledem k buněčné membráně atd.). Poté použijeme databázi Protein Data Bank in Europe (PDBe), abychom se podívali na celkovou prostorovou strukturu.

Vaše úloha

Řiďte se následujícími pokyny:

1. Použijte Uniprot Protein Knowledgebase k vyhledání a zobrazení sekundárních struktur hovězího rhodopsinu.
2. Prozkoumejte prostorovou strukturu hovězího rhodopsinu pomocí Protein Data Bank in Europe (PDBe).
3. Pokuste se odpovědět na otázky.

Uniprot e PDBe

1. Otevřete odkaz v novém okně prohlížeče: https://www.uniprot.org/

2. Prohledejte Unitprot “Protein Knowledgebase (UniProtKB)” zadáním přístupového čísla (Uniprot accession number) nebo názvu hovězího rhodopsinu v políčku query a kliknutím na “Search”. Uniprot name: OPSD_BOVIN, accession number: P02699
Na stránce výsledků najdete souhrn všech vědeckých informací týkajících se tohoto proteinu. Projděte tento přehled a pokuste se odpovědět na zadané otázky.

3. Pro vstup do PDBe (Protein Data Bank in Europe) sjeďte dolů k políčku “Sequences” a klikněte na “UniParc” vedle přístupového čísla. Tak se dostanete k archívu sekvencí, který obsahuje odkazy na rozmanité databáze a jejich údaje relevantní k danému proteinu. Vyhledejte jakýkoliv odkaz propojený s PDB (ve sloupci “Database”) a najděte nejnovější záznam (šestý sloupec ukazuje naposledy viděný záznam – “last seen”).

4. Nyní jste přesměrováni na údaje o hovězím rhodopsinu v databázi PDBe.

5. Klikněte na “View in 3D” a následně vyberte “Astex Viewer”. Můžete být opět dotázáni na povolení ke spuštění Javy ve vašem počítači.

6. Jestliže vše funguje správně, díváte se právě na trojrozměrnou strukturu hovězího rhodopsinu zobrazenou jako stuhy (ribbon-cartoon). Pomocí kurzoru můžete strukturu libovolně otáčet v prostoru. Způsob zobrazení (např. způsob zobrazení struktury či barva) můžete změnit buď v nabídce po levé straně, nebo kliknutím pravého tlačítka myši. Prohlédněte si prostorovou strukturu hovězího rhodopsinu a pokuste se odpovědět na uvedené otázky.

Otázky

1. Za použití informací poskytnutých v databázi Uniprot se pokuste odpovědět na tyto otázky:

• Kolik transmembránových domén má hovězí rhodopsin a jak jsou distribuovány v rámci proteinu?
• Které aminokyselinové zbytky tvoří vazebné místo pro chromofor?
• Jak vypadá sekundární struktura hovězího rhodopsinu? (Obsahuje více alfa-helixů nebo beta-skládaných listů)?

2. Za použití trojrozměrné struktuy se pokuste odpovědět na tyto otázky:

• Jaký je celkově tvar hovězího rhodopsinu?
• Dokážete rozpoznat jednotlivé alfa helixy a beta skládané listy? Tento protein byl vykrystalizován jako dimer, tzn. že obsahuje dvě polypeptidové podjednotky. Vidíte dvě skupiny transmembránových helixů?
• Dokážete lokalizovat vazebné místo chromoforu uvnitř stuhového modelu proteinové struktury?

Activity navigation

• Pátrání po evoluci světločivných proteinů
• Část 1: Hledání identity neznámého proteinu
• Part 2: Multiple sequence alignment of protein sequences
• Část 3: Fylogenetická analýza proteinových sekvencí
• Část 4: Topologická a strukturní analýza proteinů