Анализ протеома бактерии S

Анализ протеома бактерии Shewanella denitrificans,
штамм OS217.
Даниленко Светлана, студент 1 курса.
Введение.
Таксономия:
 царство Bacteria
 группа Proteobacteria
 класс Gammaproteobacteria
 порядок Alteromonadales
 семейство Shewanellaceae
 род Shewanella
 вид Shewanella denitrificans
 штамм OS217.
Вид бактерии под микроскопом см. в файле shede.jpg (взят с сайта http://genome.jgipsf.org) . Бактерия имеет палочковидную форму, длина 2-3 нм, ширина 0,5-0,8 нм. На
концах батерии располагается по одному жгутику. Колонии бактерий шаровидные,
бесцветные.
Shewanella denitrificans хемогетеротроф, факультативный анаэроб.
Жизнедеятельность бактрии возможна при температуре от 4 до 30˚С, уровне
солёности от 0 до 6% и кислотности среды pH от 5 до 8. Оптимальные условия: 20-25˚С и
1-3% солёности. Вид может существовать в морской воде в присутствии кислорода, а
также в бескислородной среде – в присутствии сульфитов, нитратов и нитритов.
Бактерия была обнаружена в Балтийском море (Готландская впадина) на границе
раздела кислородсодержащей и бескислородной среды на глубине 120-130 м.
Shewanella способна использовать для окисления различные вещества вместо
кислорода и переводить их в другие формы, что обуславливает интерес к ней как средству
очищения оружающей среды. Кроме того, она может обитать в различных условиях и не
является патогенной. Также на этой бактерии удобно изучать механизмы использования
различных веществ помимо кислорода для дыхания. Shewanella родственна Escherichia
coli, поэтому все механизмы изучения и изменения генома Escherichia coli используются
на Shewanella. Геном секвенирован для детального изучения и управления процессами
аэробного и анаэробного дыхания бактерии.
Был проведён ряд эспериментов по определению возможных условий
существования бактерии.Оказалось, что для жизни в бескислородной среде бактерии
требуются сульфиты, нитраты и нитриты, которые она использует в качестве акцепторов
электронов. При этом триметиламирооксид, тиосульфат или железо не поддерживают
жизнедеятельность данного вида. Бактерия способна синтезировать сероводород из
цистеина. Она также гидролизует крахмал, желатин, лецитин. Существуют три штамма,
родственных данному: OS22 и OS226, которые обитают в тех же условиях и были
открыты вместе со штаммом OS217. Штамм OS217 является типовым.
Геном и протеом S. denitrificans.
Статистические данные о геноме приведены в табл.1 Они взяты с сайта
http://www.ebi.ac.uk/genomes/bacteria.html
Табл.1 Статистические данные о геноме S. denitrificans
Хромос
Число
Число
Суммар
ома или
пар
генов
ная длина
плазмида
нуклеотидов
генов (% от
длины
хромосомы
или плазмиды)
хр.1
4545906
3754
85%
кольцевая
Сумм
G
арная длина C
межгенных
состав
промежутков (%)
(%)
15%
4
5,1%
Длины межгенных промежутков в хромосоме 1 вычислены с помощью таблицы
CP000302.S_denitrificans.Chromosome.xls с сайта http://www.ebi.ac.uk. По вычислениям,
средняя длина межгенных промежутков – 190 пар оснований (п.о), тогда как средняя
длина генов 1022 п.о. Стоит отметить, что встречаются межгенные промежутки с
отрицательным значением. Это связано с тем, что для начало одного гена (А) находится
на участке предыдущего (В), а рамка считывание гена В сдвигается относительно рамки
считывания гена А на 1 или 2 основания, и таким образом основания стоп-кодон гена А
для гена В входят в состав разных триплетов и являются частью кода аминокислоты.
Гены в хромосоме1 разделены по обеим цепям ДНК практически поровну (см.
файл CP000302.S_denitrificans.Chromosome.xls)
На сайте http://www.ebi.ac.uk/genomes/bacteria.html приведены два разные данные
по числу белков (3727 и 3754) протеома S. denitrificans. Возможно, это объясняется тем,
что анализ данных был проведён в разных лабораториях с помощью разного
оборудования и плэтому результаты различаются.
Самый большой белок состоит из 20050 аминокислотных остатков (а.о.), тогда как
самый маленький –из 9 а.о. (см. файл CP000302.S_denitrificans.Chromosome.xls). Наиболее
часто встречаются белки из 1200-1240 а.о.
Гистограмма длин белков
500 469
461
455
450
411
Частота встречаемости
400
375
350
281
258
239
300
250
188
200
150
109
94
80
64
453737
262316
131211 9 6 5 5 4 4 3
2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 0
100
50
5
14 0
50
11
5
12 0
50
12
0
14 0
00
13
00
15
0
15 0
5
16 0
50
13
5
16 0
00
17
0
18 0
00
18
50
19
0
19 0
5
20 0
0
17 0
50
0
0
0
0
10 0
50
11
00
Е
щ
е
10
00
95
85
90
80
0
75
0
0
0
0
70
65
60
55
0
50
0
0
0
0
45
10
40
35
0
0
30
15
25
20
0
0
Длины белков
Гистограмма длин белков S. denitrificans (см. файл
CP000302.S_denitrificans.Chromosome.xls). Предлагаю следующее деление белков по их
размеру (табл.2)
Табл.2 Распределение протеома S. denitrificans по категориям на основании их
размера, исчисляемого в числе а.о.
Категор
Критер
Число
ия
ий (в а. о.)
белков (%)
Малень
< 50
11
кие
(0,3%)
Средни
50-800
3529
е
(94%)
Больши
800167
е
1250
(4,44%)
Очень
1250<
47
большие
(1,26%)
На основании данных из табл.2 оцениваю мой белок гистидил тРНК синтетаза из генома
E. coli, состоящий из 1696 остатков, как очень большой по размеру.
Литература
[1] NCBI – National Center for Biotechnology Information:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi?lvl=0&id=240292
[2] EBI – The European Bioinformatics Institute:
http://www.ebi.ac.uk
[3] Brettar I, Christen R, Hofle MG. “Shewanella denitrificans sp. nov., a vigorously
denitrifying bacterium isolated from the oxic-anoxic interface of the Gotland Deep in the central
Baltic Sea.” International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2002), 52,
2211-2217.
Взята с сайта www.ijs.sgmjournals.org
[4] Eukaryotic Genomics
http://genome.jgi-psf.org