Занятие 3. Программы пакета BLAST для работы с нуклеотидными последовательностями

Создание индексных файлов для программ пакета BLAST

В рабочей директории были созданы индексные файлы по геномам Salmonella typhimurium, Xanthomonas campestris, Pasteurella multocida.

Поиск в геноме участков, кодирующих белки, похожие на заданный

Для решения данной задачи была выбрана программа из пакета BLAST - TBLASTN.

Таблица1

Поиск гомологов YAHK_ECOLI Геном S. typhimurium

Число находок с Е-value<0,001 9

Характеристика лучшей находки:

E-value находки 1,00E-43

AC соответствующей записи EMBL AE008910

координаты выравнивания(-ий) в записи EMBL 15874 - 14879 (complete genome)

Координаты CDS в записи EMBL (если они есть) complement(14864..15883)

AC UniProt в записи EMBL (если есть) Q8ZK20

Координаты CDS в записи EMBL (если они есть) complement(14864..15883)

Секция генома 214

Ген yjgB

Процент идентичности с наилучше находкой оказался 32%. Процент достаточный для гомологии, тем более что данный белок, кодируемый CDS, по функции (putative alcohol dehydrogenase) похож на белок YAHK_ECOLI (Zinc-type alcohol dehydrogenase)

Таблица1

Результат поиска по трем геномам

Число находок с Е-value<0,001 15

E-value AE008910 3,00E-43

Общее число находок 24

В результате поиска по трем геномам сразу вес находки AE008910 (yjgB) уменьшился (так как увеличилось число последовательностей белков, среди которых мы ищем гомологов). Наибольшей же находкой стала AE012096 (Xanthomonas campestris) с Е-value e-117 (Identities = 214/347 (61%)), можно считать большим гомологом, чем AE008910 : процент идентичности больше, а также данный ген кодирует белок уже с настоящей, а не мнимой (AE008910) функцией алкогольдегидрогеназы.

Поиск гомологов с помощью программы BLASTN

Был произведен поиск гомологов гена, кодирующего белок YAHK_ECOLI, в трёх геномах (Salmonella typhimurium, Xanthomonas campestris,Pasteurella multocida) программой BLASTN. В результате был найден предположительный гомолог AE012427 с E-value: 0.16 (самое лучшее выравнивание). .

		>AE012427 AE008922 |AE012427| Xanthomonas campestris pv. campestris
            str. ATCC 33913,  section 335 of 460 of the complete
            genome.
          Length = 11105

 Score = 36.2 bits (18), Expect = 0.16
 Identities = 18/18 (100%)
 Strand = Plus / Plus


Query: 574  aagctggcccacgcgatg 591
            ||||||||||||||||||
Sbjct: 9323 aagctggcccacgcgatg 9340

Вес всех находок очень маленький. Размер выравненных последовательностей также мал. Следовательно о гомологии говорить здесь очень трудно, то есть программа BLASTN в данном случае не подходит для поиска гомологов

Выравнивания

к упражению 2, таблице 1.

>AE008910 AE006468 |AE008910| Salmonella typhimurium LT2, section 214 of
             220 of the complete genome.
          Length = 20648

 Score =  171 bits (433), Expect = 1e-43
 Identities = 110/343 (32%), Positives = 164/343 (47%), Gaps = 3/343 (0%)
 Frame = -2

Query: 3     IKAVGAYSAKQPLEPMDITRREPGPNDVKIEIAYCGVCHSDLHQVRSEWAGTVYPCVPGH 62
             IK+  A  A   LE  +    E  P DV++ + YCG+CHSDL  + +EW  + YP V GH
Sbjct: 15874 IKSYAAKEAGGELELYEYDAGELQPEDVEVRVDYCGICHSDLSMIDNEWGFSQYPLVAGH 15695

Query: 63    EIVGRVVAVGD--QVEKYAPGDLVGVGCIVDSCKHCEECEDGLENYCDHMTGTYNSPTPD 120
             E++GRV A+G   Q +    G  VG+G    SC HC+ C  G +  C         PT
Sbjct: 15694 EVIGRVAALGSAAQDKGLKVGQRVGIGWTARSCGHCDACISGNQINCQEGA----VPTI- 15530

Query: 121   EPGHTLGGYSQQIVVHERYVLRIRHPQE-QLAAVAPLLCAGITTYSPLRHWQAXXXXXXX 179
                   GG+++++    ++V+ +  P+   +A+  PLLC GIT + PL
Sbjct: 15529 ---LNRGGFAEKLRAGWQWVIPL--PENIDMASAGPLLCGGITVFKPLLMHHITATSRVG 15365

Query: 180   XXXXXXXXXXXXXLAHAMGAHVVAFTTSEAKREAAKALGADEVVNSRNADEMAAHLKSFD 239
                          L HAMG  V AF+++ +K +   A+GA+ VVNSR+ + + A    FD
Sbjct: 15364 VIGIGGLGHIAIKLLHAMGCEVTAFSSNPSKEQEVLAMGANNVVNSRDPEALKALAGQFD 15185

Query: 240   FILNTVAAPHNLDDFTTLLKRDGTMTLVGAPATPHKSPEVFNLIMKRRAIAGSMIGGIPE 299
              I+NTV    +   +   L   G    VGA   P   P  F LI   R+I+GS  G   E
Sbjct: 15184 LIINTVNVDLDWQPYFEALTYGGNFHTVGAVLKPLPVP-AFTLIAGDRSISGSATGTPYE 15008

Query: 300   TQEMLDFCAEHGIVADIEMIRADQINEAYERMLRGDVKYRFVI 342
              ++++ F     +    E+    QINEA + +  G  +YR V+
Sbjct: 15007 LRKLMKFAGRSKVAPTTELFAMSQINEAIQHVRDGKARYRVVL 14879

К упражнению 2, таблице 2

>AE012096 AE008922 |AE012096| Xanthomonas campestris pv. campestris
            str. ATCC 33913,  section 4 of 460 of the complete
            genome.
          Length = 12092

 Score =  417 bits (1073), Expect = e-117
 Identities = 214/347 (61%), Positives = 243/347 (70%), Gaps = 1/347 (0%)
 Frame = +2

Query: 2    KIKAVGAYSAKQPLEPMDITRREPGPNDVKIEIAYCGVCHSDLHQVRSEWAGTVYPCVPG 61
            K  A  A +A QPL P    RR PGP+DV+I+IAYCGVCHSDLH  R+EW  TVYP VPG
Sbjct: 3302 KAHAYAAQTADQPLAPFVFERRAPGPDDVQIDIAYCGVCHSDLHTARNEWHNTVYPSVPG 3481

Query: 62   HEIVGRVVAVGDQVEKYAPGDLVGVGCIVDSCKHCEECEDGLENYCDH-MTGTYNSPTPD 120
            HEIVGRV AVG  V  +  GDL GVGC+VDSC+ C  C++G E YC+   TGTYN P
Sbjct: 3482 HEIVGRVTAVGSAVTNFKVGDLAGVGCMVDSCRSCASCQEGEEQYCEQGFTGTYNGPMFG 3661

Query: 121  EPGHTLGGYSQQIVVHERYVLRIRHPQEQLAAVAPLLCAGITTYSPLRHWQAXXXXXXXX 180
               +T GGYS  IVV ++YVL I H  + LAAVAPLLCAGITTYSPL HW+
Sbjct: 3662 GGENTYGGYSDHIVVDQKYVLHISH-SDNLAAVAPLLCAGITTYSPLAHWKVGPGQKVGV 3838

Query: 181  XXXXXXXXXXXXLAHAMGAHVVAFTTSEAKREAAKALGADEVVNSRNADEMAAHLKSFDF 240
                        +A AMGA VV FTTSE+KR  A  LGA EVV S++  +MAA   + DF
Sbjct: 3839 VGLGGLGHMAVKIAKAMGATVVLFTTSESKRADALRLGASEVVISKDEAQMAAQYNTLDF 4018

Query: 241  ILNTVAAPHNLDDFTTLLKRDGTMTLVGAPATPHKSPEVFNLIMKRRAIAGSMIGGIPET 300
            ILNTVAAPHNLD F   LKRDG M LVG P   H SP VFNL+MKRR +AGS+IGGI +T
Sbjct: 4019 ILNTVAAPHNLDPFLNALKRDGAMVLVGVPEHSHPSPAVFNLVMKRRTLAGSLIGGIRQT 4198

Query: 301  QEMLDFCAEHGIVADIEMIRADQINEAYERMLRGDVKYRFVIDNRTL 347
            QEMLDFCA+H IV+DIE IRADQINEAYERML+GDVKYRFVID  TL
Sbjct: 4199 QEMLDFCAKHNIVSDIETIRADQINEAYERMLKGDVKYRFVIDMDTL 4339

>AE008910 AE006468 |AE008910| Salmonella typhimurium LT2, section 214 of
             220 of the complete genome.
          Length = 20648

 Score =  171 bits (433), Expect = 3e-43
 Identities = 110/343 (32%), Positives = 164/343 (47%), Gaps = 3/343 (0%)
 Frame = -2

Query: 3     IKAVGAYSAKQPLEPMDITRREPGPNDVKIEIAYCGVCHSDLHQVRSEWAGTVYPCVPGH 62
             IK+  A  A   LE  +    E  P DV++ + YCG+CHSDL  + +EW  + YP V GH
Sbjct: 15874 IKSYAAKEAGGELELYEYDAGELQPEDVEVRVDYCGICHSDLSMIDNEWGFSQYPLVAGH 15695

Query: 63    EIVGRVVAVGD--QVEKYAPGDLVGVGCIVDSCKHCEECEDGLENYCDHMTGTYNSPTPD 120
             E++GRV A+G   Q +    G  VG+G    SC HC+ C  G +  C         PT
Sbjct: 15694 EVIGRVAALGSAAQDKGLKVGQRVGIGWTARSCGHCDACISGNQINCQEGA----VPTI- 15530

Query: 121   EPGHTLGGYSQQIVVHERYVLRIRHPQE-QLAAVAPLLCAGITTYSPLRHWQAXXXXXXX 179
                   GG+++++    ++V+ +  P+   +A+  PLLC GIT + PL
Sbjct: 15529 ---LNRGGFAEKLRAGWQWVIPL--PENIDMASAGPLLCGGITVFKPLLMHHITATSRVG 15365

Query: 180   XXXXXXXXXXXXXLAHAMGAHVVAFTTSEAKREAAKALGADEVVNSRNADEMAAHLKSFD 239
                          L HAMG  V AF+++ +K +   A+GA+ VVNSR+ + + A    FD
Sbjct: 15364 VIGIGGLGHIAIKLLHAMGCEVTAFSSNPSKEQEVLAMGANNVVNSRDPEALKALAGQFD 15185

Query: 240   FILNTVAAPHNLDDFTTLLKRDGTMTLVGAPATPHKSPEVFNLIMKRRAIAGSMIGGIPE 299
              I+NTV    +   +   L   G    VGA   P   P  F LI   R+I+GS  G   E
Sbjct: 15184 LIINTVNVDLDWQPYFEALTYGGNFHTVGAVLKPLPVP-AFTLIAGDRSISGSATGTPYE 15008

Query: 300   TQEMLDFCAEHGIVADIEMIRADQINEAYERMLRGDVKYRFVI 342
              ++++ F     +    E+    QINEA + +  G  +YR V+
Sbjct: 15007 LRKLMKFAGRSKVAPTTELFAMSQINEAIQHVRDGKARYRVVL 14879

на главную

Поиск гомологов YAHK_ECOLI	Геном S. typhimurium
Число находок с Е-value<0,001	9
Характеристика лучшей находки:
E-value находки	1,00E-43
AC соответствующей записи EMBL	AE008910
координаты выравнивания(-ий) в записи EMBL	15874 - 14879 (complete genome)
Координаты CDS в записи EMBL (если они есть)	complement(14864..15883)
AC UniProt в записи EMBL (если есть)	Q8ZK20
Координаты CDS в записи EMBL (если они есть)	complement(14864..15883)
Секция генома	214
Ген	yjgB

Результат поиска по трем геномам
Число находок с Е-value<0,001	15
E-value AE008910	3,00E-43
Общее число находок	24