Предсказание физико-химических свойств белков на основании аминокислотных последовательностей

В ходе исследований взаимосвязи между последовательностью белка и его свойствами была установлена возможность предсказания ряда физико-химических характеристик белка. Свойства, предсказываемые на основании последовательности, включают: изоэлектрическую точку белка и его молекулярную массу, соотношение различных аминокислот в последовательности, наличие и распределение по последовательности кластеров аминокислот с ярко выраженными свойствами (гидрофобность, заряд) и т. д. Приведем некоторые примеры подобного инструментария.

Compute pI/MW (http://www.expasy.ch/tools/pi_tool.html) является инструментом для расчета теоретических значений изоэлектрической точки и молекулярной массы исследуемой последовательности. Поскольку определение pi основано на рК значениях, полученных для белков в нейтральных и кислых условиях, то метод может быть не совсем точен для белков в щелочных условиях. Также следует упомянуть веб-сервис ProtParam (http://www.expasy.ch/tools/protparam.html), который помимо расчета изоэлектрической точки и молекулярной массы производит анализ процентного содержания различных аминокислот, расчет алифатического индекса и теоретического коэффициента поглощения и ряда других физико-химических свойств.

SAPS (statistical analysis of protein sequences, http://www.ebi.ac.uk/Tools/ saps/) — алгоритм для статистического анализа белковых последовательностей, предоставляющий практически всю информацию, которую можно получить на основе простого анализа последовательности белка. Вывод алгоритма включает анализ содержания аминокислот, распределения заряженных аминокислот по последовательности, а также анализ наличия гидрофобных кластеров и аминокислотных повторов.

PeptideMass (http://www.expasy.ch/tools/peptide-mass.html) является вспомогательным для исследований по пептидному картированию белков (рестрикция и анализ фрагментов). PeptideMass предоставляет на выбор различные реагенты: трипсин, химотрипсин, LysC, бромциан, ArgC, AspN и GluC. Перед расчетом результатов для последовательности может быть учтена возможная модификация цистеинов и метионинов. Также для.

последовательностей с известным идентификатором БД SWISS-PROT PeptideMass способен использовать информацию о сигнальных последовательностях и посттрансляционных модификациях белков для уточнения расчетов. Результаты, представляемые в табличном виде, включают теоретическую изоэлектрическую точку белка, молекулярные массы исходного белка и фрагментов, позиции фрагментов внутри белка и их аминокислотные последовательности (рис. 5.4).

Puc. 5.4. Фрагмент вывода сервера PeptideMass (пояснения — в тексте).