Выравнивания (II)

Гомологичные и негомологичные белки

В ходе работы была получена таблица с описанием выравниваний. Исходя из представленной в ней информации, можно выделить основные признаки гомологичных белков:

большой вес выравнивания (в представленных примерах он всегда превосходил 200, тогда как для негомологичных белков был не больше 92)
большой процент сходства (больше 50%) в глобальном выравнивании
сочетание большого процента покрытия (больше 80%) и большого процента сходства (больше 50%) в локальном выравнивании (важно сочетание обоих признаков, потому что в таблице есть примеры двух пар негомологичных белков с покрытием около 80% и сходством почти 50% соответственно)

Также есть несколько признаков, по которым можно быстро узнать негомологичные белки:

длинные многочисленных индели
длннные индели в начале и/или конце выравнивания

Множественное выравнивание

Для множественного выравнивания был выбран белок связывания иммуноглобулинов (BiP), который принадлежит семейству белков теплового шока. Это шаперон, расположенный рядом с эндоплазматическим ретикулумом, который сворачивает белки или просто поддерживает их в нужном для последующего фолдинга состоянии, а также участвует в транспортировке и деградации некоторых протеинов. Результаты выравнивания восьми гомологичных белков с этой мнемоникой можно увидеть в проекте Jalview. Для последующего сравнения выравниваний были выбраны варианты из двух организмов: домашней курицы и дрожжей Debaryomyces hansenii из отдела аскомицет.

Единственное различие между глобальным и локальным выравниванием обнаруживается в самом конце, причем тот же участок (содержащий у гриба пять глицинов и аланин) отличается и во множественном выравнивании. Гэпы расположены в разных местах, их количество варьируется и, следовательно, изменяются также места предполагаемых вставок и делеций. Интересно, что в первых двух выравниваниях индели находятся в последовательности белка курицы (делеция GG DE и GGGA соответственно, причем глицины удаляются с разных позиций), тогда как локальное выравнивание предполагает делецию четырех последовательных аминокислот (PPPT) у гриба и на рассматриваемом участке в нем на один гэп больше (добавочная делеция глицина у курицы).

что-то пошло не так — Рисунок 1. Выравнивания сверху по порядку: множественное, глобальное, локальное; последовательности обрезаны, начиная с консервативного остатка глутаминовой кислоты

Самое главное отличие между глобальным и множественным выравниванием расположено в самом начале, где девять гэпов у курицы формируют три инделя во множественном выравнивании (VI TPNQ QAL), и лишь два - в глобальном (PLLTPN ESY), причем на совершенно разных позициях. Кроме того, во множественном выравнивании последовательности обоих белков содержат общий индель из шести аминокислот, из-за которого выравнивания "съезжают" относительно друг друга.

P.S. Между глобальным и множественным выравниванием есть еще два различия:

В промежутке между 130 и 135 позициями наблюдается делеция одной аминокислоты у дрожжей, однако во множественном выравнивании это GLN134, а в глобальном - GLY131
В промежутке между 598 и 602 позициями наблюдается делеция двух аминокислот у курицы, однако во множественном выравнивании это GLU598 и SER599, а в глобальном - ASN601 и GLY602

Однако вырезать рисуночки из Jalview оказалось слишком сложно, а мне слишком хотелось спать, поэтому я только упомяну об этих незначительных различиях (проиллюстрированных выше, как мне кажется, вполне достаточно для выполнения условий практикума).