Анализ протеома бактерии S

Анализ протеома бактерии S.agalactiae, штамм 2603V/R
А. Артемов, студент 1 курса
Введение.
Русское название бактерии Streptococcus agalactiae не определено, но в проекте
существует вариант агалактийный стрептококк [2].
Вид S.agalactiae относят к роду Streptococcus, семейству Streptococcaceae, порядку
Lactobacillales, классу Bacilli, типу Firmicutes, царству Bacteria [1]
Вид бактерии в световой микроскоп см. в файле S_agalactiae.jpg (взят с сайта www.fujitahu.ac.jp/) .
Вид бактерии Streptococcus agalactiae под электронным микроскопом (х 24.000) см. в
файле S_agalactiae_m.jpg (взят с сайта http://www.primer.ru/) .
Размеры 0,5 - 2 мкм
Среда обитания и условия.
Стрептококки группы В (Streptococcus agalactiae) являются представителями нормальной
микрофлоры человека. Стрептококки группы В обычно присутствуют во влагалищной
флоре у 1/3 здоровых женщин. В разных группах населения S. agalactiae обнаруживают в
половом и желудочно-кишечном тракте 5 - 40% здоровых людей, которые являются
носителями данных бактерий. Этот резервуар вместе с внутрибольничными очагами
инфекции обеспечивает постоянное заражение детей, которое обычно происходит при
рождении. Во время родов через естественные родовые пути 65—75 % новорожденных
инфицируются стрептококками, если эта инфекция наблюдается у матери. Отмечены
уретральная (в мочеиспускательном канале) и фарингеальная (в глотке) формы
носительства.
Также бактерии Streptococcus agalactiae могут жить и размножаться в вымени коров, что
вызывает у коров мастит.
S.agalactiae интересна в связи ее широкой распространенностью в микрофлоре человека,
способностью становиться возбудителем мочеполовых инфекций человека и опасностью
для новорожденных (у 0,5 - 1,0% новорождённых развивается стрептококковая пневмония
(воспаление лёгких), сепсис и (или) менингит (воспаление оболочек головного мозга)).
[3,4] Также бактерия вызывает мастит у коров.
Геном бактерии S.agalactiae секвенирован для того, чтобы способствовать разработке
новых способов борьбы с ней.
Для отбора статей, посвященных среде обитания S.agalactiae, был составлен запрос (S*
agalactiae[title] OR Streptococcus agalactiae[title]) AND (commensal OR pathogen) AND
infection. В БД PubMed по запросу найдено 29 статей (из них 8 с доступным открыто
полным текстом). В статье [5] дается обзор мастита у коров, вызванного S.agalactiae.
Особенность бактерий S.agalactiae в том, что они имеют капсулу, состоящую из
гиалуроновой кислоты, которая затрудняет фагоцитоз фагоцитами организма-хозяина.
Геном и протеом S.agalactiae
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.agalactiae
Хромосома
Число пар
Число генов
Суммарная
или плазмида
нуклеотидов
длина генов
(% от длины
хромосомы
или плазмиды)
хр.1 кольцевая 2160267
2123
87%
(*) Всего
2160267
2123
87%
Суммарная
длина
межгенных
промежутков
(%)
13%
13%
GC
состав
(%)
35.6%
35.6%
Я вычислил длины межгенных промежутков в хромосоме 1, используя таблицу
AE009948.S_agalactiae_V.Chromosome.CP с сайта
ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/integr8/chromosome_tables/ (см. файл S_agalactiae_chr_table.xls
лист lengths). Учитывались только положительные межгенные промежутки, то есть те
участки хромосомы, на которых действительно не записано никаких генов. Оказалось, что
средняя длина межгенных промежутков – 167,88 пар оснований (п.о), общая – 295643 п.о.,
тогда как средняя длина генов 879,57 п.о., общая – 1867323 п.о. Таким образом, 14% всего
генома не кодирует гены. Предполагаю, что в межгенных промежутках могут находится
участки, ответственные за регуляцию экспрессии генов, например, промоторы. Также там
могут находиться участки «испорченных» генов, то есть тех, у кого не стало start кодона,
и прочий мусор.
На 2 цепях расположено примерно одинаковая доля генов (48% на цепи F, 52% на цепи R)
По данным с сайта http://www.ebi.ac.uk/genomes/bacteria.html число белков протеома
S.agalactiae совпадает с числом генов (2123). Видимо, ген определяли как участок ДНК, с
которого может синтезироваться белок
Самый большой белок состоит из 2274 аминокислотных остатков (а.о.), тогда как самый
маленький – всего из 23 а.о. (см. диаграмму Protein length distribution). Наиболее часто
встречаются белки из 200-400 а.о.
Я построил гистограмму длин белков S.agalactiae (см. файл S_agalactiae_chr_table.xls лист
prot_hist). Предлагаю следующее деление белков по их размеру (табл.2). При нём
распределение напоминает нормальное.
Табл.2 Распределение протеома S.agalactiae по категориям на основании их размера,
исчисляемого в числе а.о.
Категория
Критерий (а.о.) Число белков (%)
Маленькие
< 100
17
0.80%
Небольшие
100-500
611
28.78%
Средние
500-1000
825
38.86%
Большие
1000-2000
554
26.10%
Очень большие
>2000
116
5.46%
На основании данных из табл.2 оцениваю по размеру мой белок MURG из генома E.coli ,
содержащий 355 а.о., как небольшой.
Литература
[1] NCBI – National Center for Biotechnology Information:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi?lvl=0&id=240292 )
[2] http://www.umj.com.ua/pdf/53/1915.pdf
[3] http://www.primer.ru/std/gallery_std2/streptococcus.htm
[4]
http://www.ebi.ac.uk/2can/genomes/genomes.html?http://www.ebi.ac.uk/2can/genomes/bacteria/
Streptococcus_agalactiae.html
[5] Can Vet J. 1997 July; 38(7): 429–437.