Программа «STRING 10» в решении практических задач

Для планирования исследований по молекулярной биологии и интерпретации полученных результатов часто необходимо представлять возможные взаимосвязи генов и их продуктов. Такую возможность дает биоинформационная база данных «STRING 10». Доступ к данному интернет-ресурсу свободный. В базе данных приводятся строение белков, их секвенирование и библиографические данные, на основе которых строятся взаимодействия генов или белков (рис. 81).

Интерфейс поискового окна программы «STRING 10»

Рис. 81. Интерфейс поискового окна программы «STRING 10»

Закладки More Info

Закладка «More Info» дает характеристику базы данных. «STRING 10» - база данных известных и предсказанных взаимодействий белков, основанная на базе данных CPR - The Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research, EMBL - The European Molecular Biology Laboratory, SIB - The Swiss Institute of Bioinformatics, SUND-KU - The University of Copenhagen, TDD - The Biotechnology Center (BIOTEC) of the Technische Universitat Dresden, UZII - The University of Zurich.

Сначала в окно «protein name» вводится название интересующего вас белка (рис. 82), затем в окно «organism» - интересующий организм или автодетекция - ввод (GO!). В первом случае на панели выводится информация но белку для выбранного Вами организма, во втором случае предлагаются организмы, у которых имеется этот белок или его ортолог (табл. 6).

Диалоговое окно программы «STRING 10» для программирования условий поиска взаимодействий белков (автодетекция или конкретный организм)

Рис. 82. Диалоговое окно программы «STRING 10» для программирования условий поиска взаимодействий белков (автодетекция или конкретный организм)

Если была выбрана функция «автодегекция» («auto-detect»), то после ввода команды на панели предлагаются результаты: слева перечисляются организмы разных таксономических групп от Vibrio cholerae 0395, Arabidopsis thaliana, Mus musculus... до Homo sapiens (табл. 6). Справа перечисляются названия белков с их функциями (или их аналоги по строению и функциям).

Поиск предполагаемых белков, взаимодействующих с изучаемым нами белком, осуществляем при выборе конкретного белка и организма.

Таблица 6

Информация из базы «STRING 10» по белку CRY1 для изученных организмов, у которых имеется этот белок или его ортолог

Диалоговое окно программы «STRING 10» для программирования степени достоверности и числа взаимодействий белков

Рис. 83. Диалоговое окно программы «STRING 10» для программирования степени достоверности и числа взаимодействий белков

Интерфейс поискового окна программы «STRING 10» с указанием функциональных связей белков и степени их достоверности

Рис. 84. Интерфейс поискового окна программы «STRING 10» с указанием функциональных связей белков и степени их достоверности

В нашем случае выбираем апопротеин фоторецептора сине- го/УФ света криптохром 1 CRY1, выделяем организм Arabidopsis thaliana и активируем переход (ОК). Это действие приводит к появлению панели с взаимодействующими белками, где центральное место занимает изучаемый нами белок CRY1.

Предварительно для уточнения количества взаимодействующих нартнеров-белков в сети вводим параметры в окно «Info & Parameters...». Прежде всего, устанавливаем степень достоверности взаимодействий в окошко «required confidence (score):» с планируемой точностью и предполагаемым количеством партнеров в окошко «interactors shown:» (см. рис. 83).

Диалоговое окно программы «STRING 10»

Рис. 85. Диалоговое окно программы «STRING 10»

В соответствии с заданием показать «10 партнеров» и «низкой степенью достоверности (0,400)» на диаграмме появляются белки с большим числом связей. На экране появляются сети взаимодействия 10 белков, узлами этих сетей выступают белки. Функциональные связи представлены несколькими линиями разного цвета, один цвег указывает на одну доказанную связь между белками (см. рис. 84).

Активирование кнопки «confidence» иод сетью взаимодействий белков обеспечивает представление достоверных связей. Более прочные ассоциации белков представлены более жирными линиями (см. рис. 85, А). Активирование с помощью мышки связи (линии) между PHYA-CRY1 приводит к выделению возможных связей (рис. 85, В).

Активировав информацию при нажатии узла (шара) с подписью «CRY1», получаем информацию об этом белке, включая его строение и функции в растении (рис. 86).

Диалоговое окно программы «STRING 10». Информация о белке

Рис. 86. Диалоговое окно программы «STRING 10». Информация о белке

Получение дополнительной информации о строении фоторецептора возможно через активирование двукратным нажатием мыши рисунка структуры криптохрома 1. На панели предлагаются строение анонротеина, ето лигандов и их взаимосвязи в молекуле, взаимодействие 3 ионов магния, 1 хлора и 68 молекул воды (рис. 87).

Диалоговое окно программы «STRING 10»

Рис. 87. Диалоговое окно программы «STRING 10».

Дополнительная информации о строении белка

Активация нижней левой панели (Contents): Лиганды («Ligans»)- ФАД, NDS, HEZ, Ионы («Metals»): Mg514, Mg 515, Mg 516, Cl 517, «Waters»: 68. Взаимодействие лигандов и ионов с анопротеином показано через программу LIGPLOT v.4.5.3.

В этой же программе также можно получить информацию о се- квенировании и экспрессии данного гена у различных организмов (рис. 88, 89).

При изучении белок-белок взаимодействия в про1рамме можно получить ссылку на первоисточник, доказывающий существование взаимосвязи между белками (рис. 90).

Диалоговое окно программы «STRING 10»

Рис. 88. Диалоговое окно программы «STRING 10»

Диалоговое окно программы «STRING 10»

Рис. 90. Диалоговое окно программы «STRING 10»

Задание 1. Докажите взаимодействие РНОТ1 и CRY1.

Задание 2. Докажите взаимодействие РНОТ1 и РНОТ2.

Задание 3. Подберите литературу, доказывающую взаимодействие белков фоторецепторов синего света.

Задание 4. Подберите литературу, доказывающую взаимодействие белков фоторецепторов красного света.

Задание 5. Докажите взаимодействие фоторецепторов и гормональной системы регуляции растений.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >