Sequenzanalyse

Die computergestützte Sequenzanalyse

stellt ein unentbehrliches Hilfsmittel zur Analyse vorhandener Sequenzdaten und der Planung weiterführender Experimente dar. Zahlreiche Programme stehen zur Verfügung, um alle Erfordernisse der Sequenzanalyse abzudecken. Das Wisconsin Package der Firma Accelrys wird auf dem Server des Regionalen Rechenzentrum der Universität eingesetzt. Ein on-line Tutorial zum Umgang mit den Modulen des Programmpakets - WisPacT - kann innerhalb UKLANs (Uni-Köln-LAN) genutzt werden. Für Interessenten von außerhalb UKLANs kann eine CD erworben werden. Dieses Tutorial ist WWW-basiert. Die Kommunikation zum Wisconsin Package innerhalb UKLANs kann entweder mittels Telnet, oder mit Hilfe von W2H, einer WWW-basierten Oberfläche, durchgeführt werden.

Alle Informationen

über jedes Protein ist in seiner Sequenz gespeichert, über den Syntheseort, über den Wirkungsort, über deren Konformation und Funktion. Die Sequenz essentieller Proteine sind über die Zeit und über viele Spezies konserviert. Ein wichtiges Beispiel ist das Proteolipidprotein, das Hauptstrukturprotein der Myelinmembran des Zentralen Nervensystems. Schädigung der Myelinmembran führt zu degenerativen Hirnerkrankungen: Alzheimer, Parkinson, Huntington u.a.

Abbildung 1:
Eine Teilsequenz (60 Aminosäuren) des zwischen 250 und 300 Aminosäuren langen Proteolipidproteins der Myelinmembran sind in allen bisher untersuchten Spezies sehr stark konserviert. Die Sequenzdaten wurden mit den der öffentlichen Datenbanken ergänzt, die Nomenklatur der Benennungen folgt der der Swiss-Proteindatenbank - Hund, Mensch, Kaninchen, Rind, Huhn, Zebrafink und Regenbogenforelle. Ein kompletter Vergleich kann eingesehen werden. Die Säuger besitzen bis auf zwei Aminosäuren eine identische Sequenz. Hämoglobin kennt man dagegen in hunderten Varianten.

Transmembrandomäne eines Proteins

lassen sich gut mit Hilfe eines Plots der Hydrophobizität der Aminosäuresequenz des Proteins.


Abbildung 2:
Mit Hilfe eines vom Expasy-Server in der Schweiz bereitgestellten Tools lassen sich beispielsweise die Transmembrandomäne des Proteolipidproteins voraussagen. Das Protein ist sehr hydrophob, nicht löslich in wässriger Lösung und gut löslich in Methanol/Chloroform-Mischung. Nach der Voraussage enthält es mindestens vier Transmembrandomänen.