Universidad de Puerto Rico en CayeyDepartamento de Biología

ProteomicsBIOL 4990 Dr. M. RubinDr. E. VázquezDr. H. Steidel

Ashley Z. Rodríguez GonzálezDenisse Santiago Burgos

Valerie LópezArycelis

Clasificación de mycobacteriófagos• Más de 300 micobacteriófagos genomas han sido secuenciados. Utilizando las similitudes y

diferencias entre los genomas secuenciados y anotados, se ha organizado una clasificación taxonómica mediante la asignación de mycobacteriófagos relacionados a grupos o subgrupos, cada uno compuesto por dos genomas. En la actualidad , los mycobacteriófagos se asignan a los grupos de la A a la O con algunos grandes grupos y a su vez en subgrupos. Además, hay 12 mycobacteriófagos Singleton no relacionandos con los genomas de cualquier grupo mencionado previamente.

• Otra manera de clasificación es que mycobacteriófagos del mismo grupo comparten características similares, que algunos codifican para la proteína de la cubierta de virión. Estas proteínas se dice que tienen pesos moleculares similares y se podrán distinguir los patrones cuando se examinan mediante electroforesis usando el gel de poliacrilamida SDS. Esto permitirá la asignación de grupos y clasificación de fagos.

• También, se puede utilizar el patrón de comparación de bandas de proteínas, la cual es una técnica sencilla que puede ser útil para clasificar mycobacteriófagos desconocidos e identificar nuevos fagos para la determinación de la secuencia genómica.

Corroboración de los análisis genómicos utilizando datos proteómicos

• La proteómica es un potente complemento a la genómica. Huellas de péptidos o mapas de péptidos se pueden utilizar para identificar las proteínas de micobacteriófagos a partir de datos de espectroscopia de masas y luego se usa para corroborar genomas anotados anteriormente e identificar nuevas proteínas con proteínas de la base de datos y herramientas bioinformáticas.

• La anotación completa de un genoma micobacteriófago específica las características que este contiene, tales como marcos de lectura abierta transcritas al  RNA y traducidas en proteínas, regiones reguladoras, secuencias de integración lisogénicas y otras funciones genómicas. Genes de micobacteriófagos que codifican proteínas pueden ser conceptualmente traducidos por lotes para preparar una biblioteca de proteína del fago, que contiene todas las secuencias de aminoácidos virales. Esta base de datos de secuencia de aminoácidos pueden ser buscadas fácilmente. Las secuencias de aminoácidos derivadas de espectroscopía de masas se pueden utilizar como consulta para buscar en la biblioteca de proteína de un micobacteriófago en específico.

• Los resultados preliminares apoyan el uso de la identificación de proteínas para clasificar nuevos micobacteriófagos sin genomas secuenciados y para confirmar y ampliar la anotación de micobacteriófagos con genomas secuenciado.

Resultados del control de la proteína proteómica del  experimento de identificación y corroboración genómica

• Proteínas de la cubierta viriones se purificaron del  mycobacteriófago Cuco, aislado de Gurabo, Puerto Rico. Las proteínas se resolvieron mediante electroforesis en gel de poliacrilamida junto con marcadores de peso molecular de proteínas. Cinco bandas de proteínas fueron cuidadosamente extirpados y se digirieron individualmente con la enzima tripsina, que escinde la proteína entre las secuencias de aminoácidos específicos. Los péptidos resultantes se sometieron a espectroscopía de masas y se identificaron secuencias de péptido.  Las secuencias de péptidos resultantes se utilizaron como una consulta para buscar una base de datos de genes de mycobacteriófagos conceptualmente traducidas. Las dos bandas de alto peso molecular de Cuco de aproximadamente 180 kD y 210 kD se encontraron para ser codificada por Cuco producto del gen 13 (Cuco_gp13) que se predice que sea 33.5 kD. Se postula que la proteína codificada por Cuco_gp13 se une covalentemente a grandes complejos que comprenden la capa de virión de este mycobacteriófago. El gen de Cuco 13 es un Miembro del mycobacteriófago Phamily Pham 7 con 72 diputados. La anotación de este gen como un posible multimérica proteína de la cubierta del virión en Cuco se puede extender al otro miembro de esta familia de proteínas.

Mycobacteriophage Virion Coat Protein Gels

Kale

idos

cope

Mar

ker

Bloo

Bute

r

Carm

ina

Conq

uist

ador

Cuco

Epen

eto

FinA

lly

Mar

ker B

lue

Plus

Kale

idos

cope

Mar

ker

Aloa

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m

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xiou

s

Gra

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Gua

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Krati

o

Lore

nzov

eg

Mar

ker B

lue

Plus

Cuco Epeneto NovaAndreas Yolanda

12

3

4

5 7

8

1112

1314

15

17

18

Mycobacteriophage Cuco SDS-PAGEFor Protein Identification

Cuco_210kD Cuco_180kD

Cuco_100kD

Cuco_60kD

Cuco_35kD

ProteomicsGenomics

Cuco_gp13

MATPDLVATTEDFKAFLTPEQSKDYFAKAEKTSIVQKLATKIPMGPTGITIPYWNGAVTAEWVGEGEMKPLTKGSFAKKDLTPVKIAVIFAESAEVVRLNPLQYLETMKTKIAEAFALKFDAAAIHGIDKPTAFKGYLTETSQSVSLNPSAYDAVGVTGLATLVDGGKKWTGTLLDDVAEPILNGAKDLNGRPLFVESLYDNVVNPIREGRILGRPTYINDHVVSAGAPGSRVVGVMGDFSQVVWGQIGGISVDVSQETVLNFGTPEAPNFISLWQHNMLAVRIEAEYAFMVNDKDAFVKITDAPAEEED

Cuco_210kD 1Cuco_180kD 2

Cuco_100kD 3

Cuco_60kD 4

Cuco_35kD 5

Mycobacteriophage Cuco Proteomics

Cuco_210kD and Cuco_180kD = Cuco_gp13 (33.5 kD)

>Cuco_gp13MATPDLVATTEDFKAFLTPEQSKDYFAKAEKTSIVQKLATKIPMGPTGITIPYWNGAVTAEWVGEGEMKPLTKGSFAKKDLTPVKIAVIFAESAEVVRLNPLQYLETMKTKIAEAFALKFDAAAIHGIDKPTAFKGYLTETSQSVSLNPSAYDAVGVTGLATLVDGGKKWTGTLLDDVAEPILNGAKDLNGRPLFVESLYDNVVNPIREGRILGRPTYINDHVVSAGAPGSRVVGVMGDFSQVVWGQIGGISVDVSQETVLNFGTPEAPNFISLWQHNMLAVRIEAEYAFMVNDKDAFVKITDAPAEEED

Query Observed Mr(expt) Mr(calc) Peptide2 1020.55 1019.54 1019.53 K.AFLTPEQSK.D4 1403.80 1402.80 1402.78 K.IAVIFAESAEVVR.L5 1644.85 1643.85 1643.82 K.AFLTPEQSKDYFAK.A6 1701.92 1700.91 1700.89 K.FDAAAIHGIDKPTAFK.G9 2005.97 2004.96 2004.95 R.IEAEYAFMVNDKDAFVK.I10 2180.18 2179.17 2179.15 R.ILGRPTYINDHVVSAGAPGSR.V