RiPPquest: новый инструмент для расшифровки языка микробов
Микробы в окружающей среде часто общаются друг с другом с помощью малых молекул. Рибоcомально синтезируемые и посттрансляционно модифицированные пептиды (RiPPs) представляют собой класс экологически важных метаболитов, потенциально вовлечённых в микробную коммуникацию. Существовала потребность в автоматизированных вычислительных инструментах, которые не только предсказывают результаты на основе последовательностей микробных геномов, но и связывают эту информацию со знаниями о химических свойствах метаболитов.
Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики США и Калифорнийского университета в Сан-Диего представили RiPPquest — первый инструмент для геномного майнинга, который автоматизирует как предсказание, так и поиск модифицированных пептидов.
Как работает RiPPquest
- Геномика: Учёные использовали данные последовательностей микробных геномов для создания базы данных предсказанных лантипептидов — широко распространённой группы модифицированных пептидов.
- Протеомика: Информация из этой базы данных была связана с наборами данных масс-спектрометрии, содержащих сведения о массе и химической структуре метаболитов из бактериальных экстрактов.
- Сетевой анализ: С помощью данных масс-спектрометрии исследователи генерировали молекулярные сети для визуализации родственных пептидов и обнаружения неизвестных вариантов известных лантипептидов, включая менее распространённые варианты, которые не улавливаются другими методами. Часть исследований была выполнена с использованием ресурсов высокоразрешающей масс-спектрометрии в EMSL (Environmental Molecular Sciences Laboratory).
Результаты тестирования
Применение подхода RiPPquest к 16 штаммам бактерий с секвенированным геномом позволило:
- Идентифицировать 6 известных семейств лантипептидов.
- Обнаружить новый пептид, названный informatipeptin, что демонстрирует силу алгоритма для открытия природных соединений.
Ключевые преимущества
В отличие от других доступных инструментов для поиска в базах данных масс-спектрометрии, RiPPquest позволяет обнаруживать пептиды, которые подвергаются значительной модификации после создания рибосомами. Помимо лантипептидов, алгоритм может использоваться для характеристики других типов вторичных метаболитов.
Этот открытый инструмент, объединяющий геномику и протеомику, поможет учёным перевести химический язык микробов в биологическую функцию.