|
Последняя вспышка эпидемии тяжёлого острого респираторного синдрома (SARS) привела к тысячам зараженных пациентов и сотням смертей. Тем временем, коронавирус SARS идентифицирован как патоген, ответственный за бедствие, изолирован, и его геном упорядочен. В этом упражнении мы попытаемся смоделировать последовательность белка nsp16 полипротеина pp1ab SARS.
Давайте сначала загрузим последовательность nsp16
определенную в NCBI как предполагаемая рибозо-2'-O-метилтрансфераза
(номер 30133975).
>gi|30133975|ref|NP_828873.2| nsp16-pp1ab (2'-o-MT); putative ribose 2'-O-methyltransferase [SARS coronavirus]
ASQAWQPGVAMPNLYKMQRMLLEKCDLQNYGENAVIPKGIMMNVAKYTQLCQYLNTLTLAVPYNMRVIHF
GAGSDKGVAPGTAVLRQWLPTGTLLVDSDLNDFVSDADSTLIGDCATVHTANKWDLIISDMYDPRTKHVT
KENDSKEGFFTYLCGFIKQKLALGGSIAVKITEHSWNADLYKLMGHFSWWTAFVTNVNASSSEAFLIGAN
YLGKPKEQIDGYTMHANYIFWRNTNPIQLSSYSLFDMSKFPLKLRGTAVMSLKENQINDMIYSLLEKGRL
IIRENNRVVVSSDILVNN
File: 30133975.faa
Поиск шаблона с программами BLAST и PSI-BLAST не обнаружил ни одной известной
трехмерной структуры, гомологичной последовательности nsp16. Тем не
менее, с по итогам PSI-BLAST мы можем решить, что белок тесно связан с
РНК-ориентированными РНК-полимеразами.
gi|26008094|ref|NP_742142.1| coronavirus nsp13 [Bovine coronavirus] 404 e-111
gi|37999876|sp|Q9PYA3|R1AB_CVM2 Replicase polyprotein 1ab (pp1ab... 401 e-110
gi|26007546|ref|NP_068668.2| ORF1ab polyprotein [Murine hepatiti... 401 e-110
gi|37999877|sp|P16342|R1AB_CVMA5 Replicase polyprotein 1ab (pp1a... 401 e-110
gi|7769342|gb|AAF69332.1| RNA-directed RNA polymerase [murine he... 400 e-110
gi|6625761|gb|AAF19384.1| RNA-directed RNA polymerase [murine he... 400 e-110
gi|37999878|sp|P19751|R1AB_CVMJH Replicase polyprotein 1ab (pp1a... 399 e-110
gi|93916|pir||S15760 genome polyprotein - murine hepatitis virus... 399 e-110
gi|7769353|gb|AAF69342.1| RNA-directed RNA polymerase [murine he... 399 e-110
gi|4377413|emb|CAA36202.1| unnamed protein product [Murine hepat... 399 e-110
gi|2641128|gb|AAB86818.1| RNA-directed RNA polymerase [murine he... 399 e-110
gi|7583321|gb|AAA46458.2| open reading frame 1b [murine hepatiti... 397 e-109
gi|74827|pir||VFIHJH genome polyprotein 1b - murine hepatitis vi... 397 e-109
gi|25121573|ref|NP_740620.1| coronavirus nsp13 [Murine hepatitis... 387 e-106
gi|45655908|ref|YP_003766.1| replicase polyprotein 1ab [Human Co... 367 e-100
gi|46369871|gb|AAS89765.1| ORF 1ab [Human group 1 coronavirus as... 365 e-100
gi|37999893|sp|Q9IW06|R1AB_CVPPU Replicase polyprotein 1ab (pp1a... 355 8e-97
gi|9635157|ref|NP_058422.1| replicase [Transmissible gastroenter... 355 8e-97
gi|32454345|gb|AAP82967.1| orf1ab polyprotein [SARS coronavirus ... 349 3e-95
Extracts from file: 30133975.pbo
Затем последовательность из вируса SARS была передана
серверу mGenThreader для полнойрасшировки. Сервер обнаружил только один
значимый пункт (в феврале 2004):
| Conf. | Net Score | E-value | PairE | SolvE | Aln Score | Aln Len | Str Len | Seq Len | Alignment | SCOP Codes |
| CERT |
0.903 |
1e-04 |
-516.4 |
-0.7 |
232.0 |
166 |
180 |
298 |
1ej0A0 |
c.66.1.2 |
| MEDIUM |
0.650 |
0.02 |
-512.7 |
1.7 |
114.0 |
151 |
173 |
298 |
1j4fA0 |
- |
| MEDIUM |
0.645 |
0.022 |
-502.6 |
-2.7 |
122.0 |
155 |
230 |
298 |
1fbnA0 |
c.66.1.3 |
| MEDIUM |
0.640 |
0.024 |
-467.5 |
-3.9 |
121.0 |
152 |
194 |
298 |
1dusA0 |
c.66.1.4 |
| MEDIUM |
0.620 |
0.038 |
-435.7 |
-2.6 |
120.0 |
159 |
264 |
298 |
1i9gA0 |
c.66.1.13 |
| MEDIUM |
0.606 |
0.05 |
-485.2 |
-1.6 |
115.0 |
166 |
186 |
298 |
1kxzA0 |
c.66.1.22 |
Выравнивание
между последовательностью nsp16 и 1ej0A из
результатов mGenThreader.
C;
mGenThreader alignment of 30133975 and 1ej0A
C; CERT significance
with an e-value of 1e-04
C; Percentage Identity = 14.4%
>P1;1ej0A
structureX:1ej0: 40 :A: 209 :A::::
-------GLRSRAWFKL----------------------------------DEIQQSDKLFKPGMTVVDL
GA------APGGWSQYVVTQIGGKGRIIACDLLPMDPIVGVDFLQGDFRDELVMKALLERVGDSKVQVVM
SDMAPNMSGTPAVDIPRAMYLVELALEMCRDVLAPGGSFVVKVFQGEGFDEYLREIRSLFTKVKVRKPDS
SRARSREVYIVATGRKP*
>P1;30133975
sequence:::::::::
ASQAWQPGVAMPNLYKMQRMLLEKCDLQNYGENAVIPKGIMMNVAKYTQLCQYLNTLTLAVPYNMRVIHF
GAGSDKGVAPG--TAVLRQWLPTGTLLVDSDLNDFVSDADSTLIGDCATVH----------TANKWDLII
SDMYDPRTKHVTKENDSKEGFFTYLCGFIKQKLALGGSIAVKITEHS-WNADLYKLMGHFSWWTAFVTNV
NA-SSSEAFLIGANYLG*
File
30133975_1ej0A_mGenThreader.ali. Red residues were manually removed from
the alignment.
Было построено пять моделей для последовательности nsp16,
основанной на выравнивании mGenThreader. Файл model.py показывает использованный сценарий.
from modeller import *
from modeller.automodel import *
env = environ()
a = automodel(env, alnfile='30133975_1ej0A_mGenThreader.ali',
knowns='1ej0A', sequence='30133975')
a.starting_model = 1
a.ending_model = 5
a.make()
File: model.py
Все 5 моделей были
затем оценены потенциалом DOPE в программе MODELLER и модель 30133975.B99990001 была выбрана как конечная
модель с глобальной оценкой -17031.0.
DOPE score for model 30133975.B99990001.pdb
Figure of the
model 30133975_1 rendered with Chimera
PDB-структура 1ej0A
переписывается в центр метилирования мРНК. Эти белки необходимы для эффективного копирования многих вирусов и представлена
активная область для разработки лекарств. Тем не менее, прямые
ингибиторы энзима nsp13 не могут подавлять вирусное копирование.
cap-1 формация, возможно, менее критическая,чем предыдущая cap-0
формация (mGpppN). Существование cap-1-формирующего фермента в геноме
должно напомнить, что вирус также нуждается в AdoMet-зависимой cap-0-метилтрансферазе. Обе функции могут быть заторможены карбоциклическими
аналогами аденозина, как например, непланоцин A или 3-деазанепланоцин A,
который создаёт помехи метаболизму клетки-хозяина. Эти
составы могли бы дополнить другие терапевтические стратегии, нацеленные
на блокировку энзимных функций как например, РНК-зависимой РНК-полимеразы, протеазы или геликазы, закодированных вирусом
SARS.
перевод с английского
|
