Занятие 8. Программа поиска гомологов BLASTP

Ваша рабочая директория — H:\Term2\Practice8.

При выполнении первых двух упражнений пользуйтесь web-интерфейсом к BLASTP на сервере NCBI: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast/, далее в разделе Protein переходите по гиперссылке "Protein-protein BLAST (blastp)". Не забывайте указывать нужный банк для поиска!

Обязательные задания

Поиск белка по его последовательности

1. Проведите поиск своей последовательности программой BLASTP в банке swissprot (внимание: для этого надо изменить значение параметра database, по умолчанию стоит банк "nr"). Чтобы получить результат, надо нажать кнопку BLAST, а на полученной странице — кнопку FORMAT.

   В выдаче программы отыщите ваш белок и занесите в протокол: его порядковый номер в выдаче, Score, E-value.
    

2. Повторите поиск с той же входной последовательностью, указав в качестве банка pdb. Для первой в списке находки укажите: PDB-коды и идентификаторы цепей, Score, E-value, начало и конец выравнивания во входной последовательности (Query) и в находке (Subject), процент совпадений (Identity). Прокомментируйте увиденное.

Поиск белка по его гомологу

Выберите один из белков, найденных при выполнении упражнения 4 задания 3 (т.е., из какой-либо гамма-протеобактерии, с описанием, сходным с описанием Вашего белка). Проведите поиск в банке swissprot программой BLASTP, подав на вход последовательность этого белка. Есть ли в выдаче Ваш белок? Если есть, занесите в протокол его порядковый номер, Score и E-value находки, начало и конец выравнивания во входной последовательности и в находке, процент совпадений.

Все ли найденные белки имеют описание, сходное с описанием Вашего белка? Если нет, занесите в протокол порядковый номер, Score, E-value и процент совпадений для лучшей из находок с иным описанием (приведите также само это описание).
 

Сравнение выравниваний, выданных программой BLASTP, с оптимальными глобальным и локальным выравниваниями.

Среди выравниваний, выданных BLASTP, подберите (по возможности) выравнивание с процентом совпадений ("Identity") в диапазоне 40–80% и длиной не менее 60 позиций. Сравнивать это выравнивание с оптимальным выравниванием имеет смысл, если последнее является оптимальным для функции Score, вычисляемой при тех же значениях штрафов за создание и удлинение гэпа, которыми пользовался BLAST. Поэтому прежде всего загляните в самый конец выдачи BLASTP и найдите строку "Gap Penalties", откуда извлеките необходимую информацию. Затем найдите оптимальные локальное и глобальное выравнивания полных последовательностей соответствующих белков при тех же параметрах. Сравните значения Score, длины выравниваний, проценты совпадения и сходства, а также сами выравнивания. Последнее означает сравнить имеющиеся сопоставления остатков одного белка остаткам другого в каждом из случаев.

Указания

• Оптимальное глобальное выравнивание двух последовательностей находят программы пакета EMBOSS needle и stretcher; оптимальное локальное выравнивание — программы water и matcher.
• Программы needle и water при запуске запрашивают значения штрафов. Чтобы задать значения штрафов программам stretcher и matcher, надо либо запустить их с опцией -options (и тогда они запросят значения), либо явно указать значения в командной строке в следующей форме:

   stretcher  -gapopen a  -gapextend b
  

  (вместо a и b должны стоять целые числа; для matcher имена параметров те же).
• Ещё раз: сравнить два выравнивания (одной и той же пары последовательностей) означает разобраться, какие сопоставления остаток-остаток в этих выравниваниях общие, а какие различаются. Разумеется, не нужно описывать отдельно каждый столбец выравнивания, но общая картина должна быть ясна (например: "выравнивание 1 включает остатки от ... до ... в последовательности XXX и остатки от ... до ... в последовательности YYY, все сопоставления в этом диапазоне те же, что у выравнивания 2, которое включает ..." и т.д. Или "... все сопоставления те же, кроме пяти на участке ... ". Или "... большая часть сопоставлений различается — выравнивания различны почти везде, за исключением участка ...").
• От вас ожидается проявление умения описывать наблюдаемый феномен в понятных выражениях, что может потребовать определённых мыслительных усилий!