Практикум 11

Члены семейства включают рибинуклеотидредуктаз, которые катализируют восстановление дезоксирибонуклеотидов из соответствующих рибонуклеотидов. Этот процесс обеспечивает предшественников для синтеза ДНК. Всего выделяют три класса редуктаз, этот домен можно найти у представителей II класса. RNR этого класса используют кофермент B12 (AdoCbl). Кристаллическая структура состоит из четырех цепей: A,B,C,D (рис 2, рис 3). В состав RNR_Alpha в основном входят фрагменты последовательностей белков бактерий и вирусов.

//при нажатии на рисунки к этому заданию можно посмотреть на их увеличенный формат

1 этап.
Выраванивание seed со страницы семейства в Pfam в fasta-формате.

2 этап.
Создан файл Jalview-проект с выравниванием всех последовательностей seed, окрашенное по проценту идентичности. Также проведено окрашивание Clustal при разных порогах идентичности, результаты представлены на рисунках 4-6.

3 этап.
Окрашивание Clustal было сделано по порогу консервативности 100, таким образом были получены границы потенциальных достоверных блоков. Интересно, что все окрашенные столбцы, кроме последнего, проходят по порогу идентичности в 100%. Затем было выполенено условие по гэпам - на рисунке 7 можно увидеть блоки, которые остались после исключения групп с гэпами. Таким образом имеется три максимальных достоверных блока, включающих все последовательности, на колонках: 28-32, 41-49, 78-98*. Также можно назвать достоверным блоком 1 колонку, состоящую из лейцинов.
*95, если считать за границы колонки, проходящие по порогу идентичности в 100%

4 этап.
Было выбрано взять подмножество последовательностей, состоящее из всех исходных кроме четырех с инделем в колонках 60-72. Оно было выделено в отдельное окно, окрашено Clustal с наивысшим порогом консервативности. Пустых колонок не было, поэтому и удалять их не пришлось. Jalview-project с итоговым результатом. На рисунке 8 представлены блоки, оставшиеся после исключения групп с гэпами. Казалось бы получилось как и в 3 этапе три максимальных достоверных блока в колонках: 26-32, 41-53, 78-101. Но блок для колон 26-32 останется достоверными даже если добавить три из убранных последовательностей, как и блок для колонок 78-101 может принять еще две последовательности, следовательно, они не являются максимальными. Таким образом единственный максимальный достоверный блок расположен в колонках 41-53. Получилось, что достоверные блоки всего множетсва остаются достоверными подблоками подмножества последовательностей, но не все максимальные достоверные блоки остаются такими при переходе от всей группы seed к его части.

5/6 этап.
Участки без достоверных подблоков следует искать там, где нет достоверных блоков как для всего множества seed, так и для рассматривавшегося на 4 этапе подмножества. Получается первичная оценка подходящих колонок: 2-25, 33-40, 54-77, 102. Из общего для seed выравнивания выделим колонки 54-77 в отдельное окно в Jalview. При быстрой проверке не удалось найти участка выравнивания seed без достоверных подблоков, содержащих хотя бы 3 колонки. Поэтому решено было найти блок, не содержащий все последовательности, в котором маловероятно, что выравнивание отражает ход эволюции. Найденный блок состоял из 16 последовательностей с 62 по 73 позиции (рисунок 9). Проект Jalview с указанным блоком показывает, что колонок с консервативностью выше 30% в ней нет и из-за достаточно хаотичного расположения аминокислотных остатков можно предположить, что выравнивание в этом блоке не является эволюционным.

7 этап.
В итоге, выравнивание отражает гомологию последовательностей достаточно достоверно. На большой части последовательностей обнаруживаются достоверные блоки, а небольшие участки с достоверными блоками малых размеров могут быть связаны как с ошибками множественного выравнивания, так и с тем, что соответствующий участок не выполняет важную функцию и на нем накапливаются локальные мутации.