T0134 Delta-adaptin appendage domain, human (251 letters)

GEPVQNGAPEEEQLPPESSYSLLAENSYVKMTCDIRGSLQEDSQVTVAIVLENRSSSILK
GMELSVLDSLNARMARPQGSSVHDGVPVPFQLPPGVSNEAQYVFTIQSIVMAQKLKGTLS
FIAKNDEGATHEKLDFRLHFSCSSYLITTPCYSDAFAKLLESGDLSMSSIKVDGIRMSFQ
NLLAKICFHHHFSVVERVDSCASMYSRSIQGHHVCLLVKKGENSVSVDGKCSDSTLLSNL
LEEMKATLAKC

Die Alignmentsuche mit dem Programm BlastP (NCBI) erbrachte ein Alignment mit einem Score von 29 (E-value=2.2). Dieser Score ist zu gering, um sich darauf verlassen zu koennen. Das Ergebnis wird daher nicht weiter beachtet. (Link) zur Übersicht

Im diesem Schritt wird erneut nach einem homologen Protein gesucht. Die Auswertung des Tools FUGUE ergibt gleich zwei moegliche homologe Proteine fuer unsere Sequenz. Ihr PDB-Code ist 1qts und 1e42.
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Auf der FUGUE-Seite wird nun ein Alignmnet-Tool verwendet, welches unsere Ausgangssequenz mit den beiden 3D-Strukturfiles der homologen Proteine alignt. Dabei entsteht ein .pir-File (align_1qts_T0134.pir), welches ebenfalls der 3D-Modellerzeugung dient. Der Inhalt des .pir-Files ist im Folgenden dargestellt:
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     >P1;1qts
     structureX:1qts
     GSPGIRLGSSEDNFARFVCKNNGVLFENQL--LQIGLKSEFRQ-NLGRMFIFYGNKTSTQFLNFTPTLIC
     ADDLQTNLNLQTK-------PVDPTVDGG--AQVQQVVNIECI---SDFTEAPVLNIQFRYGGTFQNVSV
     KLPITLNKFFQPTEMASQDFFQRWKQLSNPQQEVQNIFKAKHPMDTEITKAKIIGFGS-ALLEEVDPNPA
     NFVGAGIIHTKTTQIGCLLRLEPNLQAQMYRLTLRTSKDTVSQRLCELLSEQF---*

     >P1;4542
     Sequence: 4542
     GEPVQNGAPEEEQLPP--ESSYSLLAENSYVKMTCDIRGSLQEDSQVTVAIVLENRSSSILKGMELSVL-
     -DSLNARMARPQGSSVHDGVPVPFQLPPGVSNEAQYVFTIQSIVMAQKLKGTLSFIAKNDEGATHEKLDF
     RLHFSCSSYLITTPCYSDAFAKL---LESGDLSMSSIKVDGIRMSFQNLLAKICFHHHFSVVERVD----
     ---SCASMYSRSIQ-GHHVCLLVKKGENSVSVDGKCSDSTLLSNLLEEMKATLAKC*


     >P1;1e42
     structureX:1e42: 705 :A: 937 :A: : : :
     GYV---APKAVWLPAVKAKGLEISGTFTHR----------QGHIYMEMNFTNKALQHMTDFAIQFNKNS
     -------FGVIPSTPLAIHTPLMPNQSIDVSLPLNTLGPVMKMEPLNNLQVAVKNNIDVFYFSCLIPLNV
     LFVE---DGKMERQVFLATWKDIPNENELQFQIKECHLNADTVSSKLQNNNVYTIAKRNVEGQDMLYQSL
     KLTNGIWILAELRIQPGNPNYTLSLKCRAPEVSQYIYQVYDSILKN*
     >P1;T0134
     sequence
     EPVQNGAPEEEQLPPESSYSLLAENSYVKMTCDIRGSLQEDSQVTVAIVLENRSSSILKGMELSVLDSL
     NARMARPQGSSVHDGVPVPFQLPPGVSNEAQYVFTIQSIVMAQKLKGTLSFIAKNDEGATHEKLDFRLHF
     SCSSYLITTPCYSDAFAKLLES-GDLSMSSIKVDGIRMSFQNLLAKICFHHHFSVVERVDSCASMYSRSI
     QGHH-----VCLLVKKGENSVSVDGKCSDSTLLSNLLEEMKATLAK*

Im Modeller wird nun anhand des soeben erzeugten .pir-Files und der .pdb-Struktur jeweils eines der beiden homologen Proteine ein dreidimensionales Modell unserer Ausgangsstruktur erzeugt. Dieses Modell ist mit dem Tool vmd zu betrachten.

Erstelltes Modell mit 1qts




Erstelltes Modell mit 1e42



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Mit Hilfe des Tools "profit" wird aus dem erstellten Modell, sowie aus dem jeweiligen 3D-Modell der homologen Proteine der RMS-Wert berechnet. Das ermoeglicht uns zwischen den beiden anfangs ermittelten homologen Proteinen und den daraus erstellten 3D-Modellen unserer Sequenz das aussagekräftigere Modell ausfindig zu machen.
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    Ergebnis:

        Vergleich der modeller.pdb mit naehester_struktur.pdb [profit]
            1qts: RMS = 11.74 > 10 Modell nicht verwendbar da schlechte Vorhersage
            1e42: RMS = 10.17 = 10 Modell verwendbar (Zone fuer t0134 1-233)

Das aus dem Protein mit dem PDB-Code 1e42 gewonnene 3D-Modell ist mit einem RMS-Wert von fast 10 ein brauchbares Modell und wird deshalb als Ergebnis des Auswertungsprozesses angesehen.

Das Programm Prosa erstellt eine Ansicht der innermolekularen Kräfte eines Proteins. So kann das erzeugte Model ein weiteres Mal auf seine Aussagekraft hin untersucht werden. Im Folgenden dargestellt ist das Prosa-Ergebnis, in dem die untere energieärmere Kurve unser Model, die obere Kurve das homologe Protein darstellt. Aufgrundder RMS-Werte haben wir diesen Schritt nur für das aussagekräftige Protein 1e42 durchgeführt.


Erstelltes Modell mit 1e42


Es ist festzustellen, dass das Energiediagramm unserem erstellten 3D_Modell keine guten Eigenschaften zuweist. Die Kurve liegt beträchtlich im negativen Bereich, allerdings ist das auch teilweise bei unserem homologen Ausgangsprotin der Fall, weshalb das nicht überzubewerten ist.

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Schritt 8) Vergleich der Fold-Recognation-Tools

Neben FUGUE existieren noch weitere Tools, die es ermoeglichen eine Fold-Recognation durchzufuehren. Wir haben uns entschieden fuer dieses Beispiel die moeglichen Ergebnisse dieser anderen Tools zu Vergleichszwecken zu ermitteln und die naechsten Sequenzen T0142-T0166 mit dem Tool weiter zu bearbeiten, welches uns hier das beste Ergebnis liefert.

Tool 2) 123D_foldrec.
    bester Kandidat mit Z-score=5.96: 1e0ta
    weiterer Weg wie oben,
    Vergleich der modeller.pdb mit 1e0ta.pdb [profit]
        -> RMS = 14.829 > 10 kein besseres Modell gefunden
        -> zur Auswertung

Tool 3) 3dpssm_foldrec
    bester kandidat ist 1b9k mit e-value: 0,173
    schlechterer RMS-Wert 18,706 als bei foldrec durch fugue
    ergo bleiben wir bei unserer ergebnislage
       -> zur Auswertung


Tool 4) Swiss modeller
    Ergebnis: "The degree of similarity of your sequence with proteins of
    known 3D structure may be to low."

Das beste Ergebnis mit einem RMS-Wert von 10,17 lieferte uns FUGUE. Dieses Tool wird uns also weiter begleiten. Als Fazit lässt sich festhalten, dass wir ein einigermassen annehmbares 3D-Modell für unsere Sequenz auf diesem Weg erzeugen konnten. Das gibt Hoffnung für die Zukunft.
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