Практикум 9. Домены и профили.

Выбор домена и доменной архитектуру, содержащую этот домен

Для выполнения задания был взят домен DACZ_N (PF19294), который использовался в предыдущем практикуме. DAC - специфическая диаденилат циклаза, которая катализирует конденсацию 2 молекул АТФ в циклический ди-АМФ. Домен соответвует требованиям:

число последовательностей в full - 111

cредняя длина домена - 124 aa

cреднее сходство - 52%

средний процент покрытия последовательности белка доменом - 45,9%

число доменных архитектур - 3

одна из доменных архитектур подходит для выбора

Я выбрала доменную архитертуру, приведенную на Рис.1.

Скачивание полных последовательностей выборки full в формате fasta

Скачивание производилось согласно указаниям. Назвала скаченный файл full.fasta

Составление таблицы c колонкой АС всех последовательностей full

Из полученного ранее файла full.fasta, используя скрипт, был получен список уникальных AC

Далее получила список белков (их AC) с доменной архитектурой из Pfam.

Построение выравнивания последовательностей с выбранной доменной архитектурой

Выравнивание строила в Jalview. Провела ревизию выравнивания: удалила последовательности с идентичностью выше 85%. Привожу результат выравнивания и оптимизации.

Построение HMM-профиля

Для построения HMM-профиля использовала пакет HMMER, который установлен на kodomo. Были запущены следующие команды:

hmm2build hmm allign.fa hmm2calibrate hmm hmm2search --cpu=1 hmm full.fasta &> out.txt

Программой hmm2build построила профиль, программой hmm2calibrate отколлибровала его. Поиск по профилю осуществила программой hmm2search. Результат: out.txt

На основе этих файлов с помощью скрипта, позаимствованного мной у Геннадия Беляева (выражаю благодарность), была создана таблица, в которую были добавлены столбцы с посчитанными значениями 1- specificity, sensitivity и F1. Столбцы 1-spec и sens отражают специфичность и чувствительность предсказания принадлежности белка семейству с двухдоменной архитектурой.

Затем в Excel были построены графики:

ROC-кривая была построена по полученным 1-specificity и sensitivity. У меня складывается ощущение, что она выглядит довольно странно в моем случае, потому что почти все последовательности в full.fasta принадлежали выбранной доменной архитектуре. Чтобы найти наиболее подходящий порог, была проведена прямая, соединящая конечные точки данной кривой и найден максимум длины от кривой до этой прямой. Точка, расположенная на максимальном расстоянии от пямой отмечена красным, ее кооорднаты (0, 0,385). Эти значения соотвествую весу - 339,7.

При падении весов заметна характерная ступенька.

Последний график был построен по колонкам Score и F1 в вышеприведенной таблице. Можно заметить, что резкий спад на графике произошел в той позиции, когда координата по оси с весом равна примерно 340 - это вес, котрый мы как раз предположили оптимальным.