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. fujita-hu. ac. jp/) .
Вид бактерии Streptococcus agalactiae под электронным микроскопом (х 24.000) см. в файле S_agalactiae_m. jpg (взят с сайта http://www. *****/) .
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 или плазмида | Число пар нуклеотидов | Число генов | Суммарная длина генов (% от длины хромосомы или плазмиды) | Суммарная длина межгенных промежутков (%) | GC состав (%) |
хр.1 кольцевая | 2160267 | 2123 | 87% | 13% | 35.6% |
(*) Всего | 2160267 | 2123 | 87% | 13% | 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 | 825 | 38.86% | |
Большие | 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. /pdf/53/1915.pdf
[3] http://www. *****/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.
