Eiwitsequenties worden in deze opgave voorgesteld als strings die enkel hoofdletters bevatten. Elke hoofdletter stelt een aminozuur van de sequentie voor. Trypsine is een eiwitafbrekend enzym dat voedingseiwitten afbreekt in de dunne darm van de mens en verschillende diersoorten. Dit enzym heeft een zeer specifieke functie — het splitst alleen peptidebindingen1 waarvan de carboxylgroep2 afkomstig is van één van de basische aminozuren3 lysine4 (voorgesteld door de letter K) en arginine5 (voorgesteld door de letter R) — en wordt daarom in het laboratorium veel toegepast bij structureel onderzoek van eiwitten.
High-performance liquid chromatography (HPLC) is een scheidingstechniek6 die kan gecombineerd worden met shotgun tandem massaspectrometrische methoden om de actieve eiwitten in een biologisch staal te bepalen. Hierbij wordt een trypsine digest gebruikt om de eiwitten van het staal open te knippen in verschillende stukken na elke K of R in de sequentie. Deze afzonderlijke stukken worden tryptische peptiden genoemd. De sequentie van tryptische peptiden kan met een massaspectrometer bepaald worden. De meeste toestellen hebben echter een detectielimiet die enkel toelaat om peptiden met een lengte tussen 5 en 50 uit te lezen. Als de laatste peptide van de eiwitsequentie zelf niet op K of R eindigt, dan wordt ze ook niet opgepikt door de massaspectrometer.
Toepassingen zoals Unipept7 bouwen een grote eiwitdatabank op, die tryptische peptiden bevat van meer dan 29 miljoen gekende eiwitten. Deze toepassing kan zowel de diversiteit als de functionele activiteit van een biologisch staal onderzoeken, door na te gaan welke eiwitten corresponderen met de tryptische peptiden die uit het staal gesequeneerd worden.
Opgave
Schrijf een functie trypsine waaraan een eiwitsequentie als argument moet doorgegeven worden. De functie moet een lijst van de tryptische peptiden teruggeven die verkregen worden door het eiwit af te breken met trypsine. De volgorde van de peptiden in de lijst moet dezelfde zijn als de volgorde van de peptiden in het eiwit.
Schrijf een functie massaspectrometer waaraan een eiwitsequentie als argument moet doorgegeven worden. Analoog aan de functie trypsine moet ook deze functie de lijst van tryptische peptiden van het eiwit teruggeven, maar dan enkel de peptiden die binnen de detectielimiet van een massaspectrometer vallen (lengte tussen 5 en 50 aminozuren, grenzen inbegrepen; eindigen op K of R).
Voorbeeld
>>> trypsine('NRRPCHSHTKECESAWKNRPCHSHTKKPCHSHTKKNRKVWKIPPFFW')
['NR', 'R', 'PCHSHTK', 'ECESAWK', 'NR', 'PCHSHTK', 'K', 'PCHSHTK', 'K', 'NR', 'K', 'VWK', 'IPPFFW']
>>> trypsine('HAEWTDNQCCPVLKECESAWKYEMWQHPGEQHKRRRYEMWQHPGEQHKPCHSHTKVWKRY')
['HAEWTDNQCCPVLK', 'ECESAWK', 'YEMWQHPGEQHK', 'R', 'R', 'R', 'YEMWQHPGEQHK', 'PCHSHTK', 'VWK', 'R', 'Y']
>>> massaspectrometer('NRRPCHSHTKECESAWKNRPCHSHTKKPCHSHTKKNRKVWKIPPFFW')
['PCHSHTK', 'ECESAWK', 'PCHSHTK', 'PCHSHTK']
>>> massaspectrometer('HAEWTDNQCCPVLKECESAWKYEMWQHPGEQHKRRRYEMWQHPGEQHKPCHSHTKVWKRY')
['HAEWTDNQCCPVLK', 'ECESAWK', 'YEMWQHPGEQHK', 'YEMWQHPGEQHK', 'PCHSHTK']