Brakuje mi kilku rzeczy. Poza tym ok.

Ocena: 4,5

Wstęp teoretyczny

BRENDA

Jest to baza danych zawierająca informacje dotyczące białek, ale w szczególności enzymów. Enzymy klasyfikowane są zgodnie z klasyfikacją Komisji Enzymatycznej. Baza uaktualniana jest dwa razy w roku. Informacje pochodzą literatury i czasopism naukowych Baza zwiera min. następujące dan:

Brenda posaida także linki łączące z innymi bazami danych, np. z literaturową bazą danych PubMed, bazą KEGG, ExPASY, NCBI, PDB, CATH, UniProt.

KEGG

Jest to baza danych zawierająca informacje na temat genomów, genów, szlaków metabolicznych i metabolitów. Baza KEGG dzieli się na następujące części:, np.:

PUBCHEM

Dzieli się na trze części:

CATH

Zawiera klasyfikację struktur domen białkowych. Białko podzielono na osobne domeny strukturalne i sklasyfikowano według homologicznych nadrodzin. Do klasyfikacji tej kombinację technik automatycznych i manualnych, wykorzystujących algorytmy obliczeniowe, dane empiryczne i statystyczne. Wykorzystano także dane literaturowe oraz wyniki analizy ekspertów. W bazie CATH istnieją cztery główne poziomy hierarchii:

SCOP

--> Służy do strukturalnj klasyfikacji białek. Hierarchia SCOP polega na podziale według:

Ćwiczenie 1

Do wyszukania niektórych informacji na temat beta-galaktozydazy pochodzącej z Penicilium chrysogenum wykorzystałam bazę danych BRENDA. Wpisałam w okno wyszukiwania 'beta galactosidase' i wybrałam odpowiedni organizm.

Numer dostępowy poszukiwanej beta-galaktozydazy to EC 3.2.1.23. Beta-galaktozydaza zlokalizowana jest w płynie wewnątrzkomórkowym. Charakteryzują ją następujące parametry:

Enzym ten katalizuje reakcję hydrolizy wiązań o-glikozydowych. Schemat tej reakcji przedstawiony został poniżej.

0x08 graphic

Substratami tej reakcji są o-nitrofenylo-beta-D-galaktopiranozyd oraz woda. Produkty to natomiast o-nitrofenol oraz beta-D-galaktoza. Wzory związków przedstawia powyższa reakcja. Informacje na temat substratów i produktów znalazłam w bazie PubChem Compound. Poniżej przedstawiłam niektóre z informacji.

O-nitrofenylo-beta-D-galaktopiranozyd ma masę cząsteczkową 301.2494 [g/mol]. Jego wzór sumaryczny to C12H15NO8. Może być donorem 4 wodorów oraz akceptorem 8 wodorów. Jego dokładna masa to 301.079766, a masa monoizotopowa to 301.079766. Posiada 21 atomów ciężkich. Jego ładunek wynosi 0. Nie posiada żadnych izotopów. Nie ma żadnych zdefiniowanych atomów posiadających centrum stereogeniczne, ma jednak 5 takich niezdefiniowanych atomów. Kompleksowość wynosi 362.

Beta-D-galaktoza ma masę cząsteczkową 180.15588 [g/mol], a jej wzór sumaryczny to C6H12O6. Jest donorem 5 wodorów i akceptorem 6 wodorów. W cząsteczce może wystąpić jedna rotacja wokół wiązania. Dokładna masa beta-D-galaktozy to 180.063388. Beta-D-galaktoza posiada 12 atomów ciężkich a jej ładunek formalny to 0. Nie ma żadnych izotopów. Ma 5 zdefiniowanych atomów posiadających centrum stereogeniczne, ale żadnych niezdefiniowanych takich atomów. Kompleksowość wynosi 151. W raporcie przedstawiłam jedną z klasyfikacji: węglowodan ->monosacharyd -> heksoza-> galaktoza.

O-nitrofenol ma masę cząsteczkową 139.1088 [g/mol], a jego wzór sumaryczny to C6H5NO3. Jest donorem 1 wodoru, a akceptorem 3 wodorów. W cząsteczce nie występują żadne rotacje wokół wiązań. Dokładna masa tego związku to 139.026943. Masa monoizotopowa to 139.026943. O=nitofenol posiada 10 atomów ciężkich. Jego ładunek formalny to 0. Nie mżadnych izotopów. Nie ma żadnych zdefiniowanych i niezdefiniowanych atomów posioadających centrum stereogeniczne. Kompleksowość wynosi 231. O-nitrofenol sklasyfikowany jest na kilka sposobów, np: poliatomowa jednostka -> heteroatomowa molekularna jednostka->wodorotlenek->związek organiczny z grupą hydroksylową-> fenol-> nitrofenol -> mononitrofenol-> 2-nitrofenol.

Beta-galaktozydaza uczestniczy w metabolizmie galaktozy. W bazie KEGG znalazłam schemat tego szlaku metabolicznego. Do tego celu użyłam Bazy KEGG organisms. Wśród organizmów znalazłam Penicilium chrysogenum, a następnie wpisałam w okno wyszukiwania ‚beta galactosidase'. Na schemacie enzym ten oznaczony jest numerem dostępowym EC 3.2.1.23 (żółta ramka). Bierze udział w dwóch przemianach tj. przemianie galaktanu do D-galaktozy oraz przemianie laktozy do D-galaktozy.

U bakterii Escherichia coli K12 MG1655 również występuje szlak metaboliczny glukozy (metoda poszukiwania jak wyżej). Drożdże Saccharomyces cerevisiae nie uczestniczą jednak w tym szlaku. Nie mogą wykorzystywać laktozy jako źródło węgla ponieważ nie wytwarzają beta-galaktozydazy (laktazy), która rozkłada laktozę do galaktozy i glukozy.

0x08 graphic
0x08 graphic

Ćwiczenie 2

Po wprowadzeniu hasła „beta galactosidase” do zakładki szukaj znajduję w bazie danych CATH informacje przedstawione w tabeli.

W bazie SCOP po wprowadzeniu hasła ”beta- galactosidase” znalazłam dla Penicillium sp. informacje przedstawione w tabeli (dla domeny 2). Wybrałam domenę 2, aby porównać ją z domeną 2 w bazie CATH.

Program

Klasyfikacja strukturalna

Budowa

Funkcje biologiczne

CATH

--> 2v4vA00[Author:K]

głównie struktura beta,

Rodzaj fałdowania: kanapka

Składa się z dwóch domen

Główną domeną reprezentatywną jest: domena 2-1tg7A02, zawiera głównie strukturę beta, 3-warstwowa kanapka.

Baza CATH łączy się z bazą PDB, a w PDB znalazłam następujące funkcje: katabolizm węglowodanów i polisacharydów, procesy metaboliczne

SCOP

Beta-galactosidase LacA, domena 2

-głównie struktura beta

Domena 2:

Rodzaj fałdowania:

Pofałdowana kartka

- domena 2, domeny wejściowe 1tg7,1xc6

(oprócz domeny 2 enzym ma również domenę 3, 4 i 5)

metabolizm węglowodanów, degradacja polisacharydów (link Q700S9 przekierował do bazy UniProtKB)

Baza danych SCOP zawiera wyniki klasyfikacji białek przeprowadzonej na podstawie badania zależności ewolucyjnych i strukturalnych, natomiast CATH dobiera wyniki tylko na podstawie struktury drugorzędowej. Zarówno baza SCOP jak i CATH, przy klasyfikacji wykorzystują strukturę drugorzędową. Według obu baz, w badanym enzymie występuje głównie struktura beta. Różnią się one jednak rodzajem fałdowania domeny 2. Według SCOP jest to pofałdowana kartka, a według CATH jest to 3-warstwowa kanapka. CATH i SCOP są bazami hierarchicznymi. Nie pokazują więc bezpośrednio funkcji biologicznych. Przekierowują natomiast do bazy PDB i UniProtKB, a te bazy pokazują takie same funkcje --> biologiczne[Author:K] .

Trochę krótko…

pI

co to znaczy?

Brakuje mi opisu wyników (lub ich wyszczególnienia) na każdym z etapów klasyfikacji z obydwu bazach.