2. Сравнение выравниваний одних и тех же последовательностей тремя разными программами

Семейство доменов: PF00069 Protein kinase domain

Для построения выравниваний использовались сервисы, доступные в Jalview: A - ClustalO, B - Mafft, C - Muscle.
Сравнения выравниваний производились ручным методом в Jalview.

Сравнение выравниваний A и B

Список блоков одинаково вырoвненных колонок (1,15) = (1,15); длина 15
(18,19) = (18,19); длина 2
(28,29) = (28,29); длина 2
Список одинаково вырoвненных колонок не обнаружены
Участки несовпадения (16,17) = (16,17); длина 2
(20,27) = (20,27); длина 8

Сравнение выравниваний A и C

Список блоков одинаково вырoвненных колонок (1,15) = (1,15); длина 15
(16,20) = (18,22); длина 5
(28,29) = (28,29); длина 2
Список одинаково вырoвненных колонок (148) = (151); длина 4
Участки несовпадения (21,27) = (23,27); длина 7
(30,33) = (30,33); длина 4

ClustalO и MAFFT показали наиболее похожие результаты: их блоки одинаково выровненных колонок полностью совпадают по номерам. В отличие от них, выравнивание MUSCLE демонстрирует сдвиги в нумерации блоков.

3. Построение выравнивания по совмещению структур и сравнение его с выравниванием MSA

Семейство доменов: PF03819 (MazG nucleotide pyrophosphohydrolase domain)

На сайте Pfam выбраны три белка (1vmg, 2gta, 2p06) домена PF03819 с известными 3D-структурами.

1. Структурное выравнивание (PDBeFold)

Выравнивание по структуре выполнено в PDBeFold на основе совмещения Cα-атомов (результат представлен в файле по ссылке). Совмещение структур проиллюстрировано ниже (PyMOL).

Совмещение структур 1vmg, 2gta, 2p06
Рис. 1. Совмещение трёх структур домена PF03819, полученное в PDBeFold и визуализированное в PyMOL.
Синий — 1vmg (S. solfataricus), зелёный — 2gta (B. subtilis), красный — 2p06 (M. musculus).

Для построения выравниваний использовался сервис, доступный в Jalview: MAFFT. Результат выравнивания в формате FASTA представлен в файле по ссылке: скачать FASTA.

Сравнение выравниваний производилось ручным методом в Jalview.

2. Сравнение выравниваний

Список блоков одинаково вырoвненных колонок(24,29) = (23,28); длина 6
(46,47) = (43,44); длина 2
(105,111) = (92,98); длина 7
(119,121) = (106,108); длина 3
(129,130) = (116,117); длина 2
Список одинаково вырoвненных колонок(8) = (8)
(65) = (53)
(70) = (58)
Участки несовпадения(30,45) = (29,42); длины 16 и 14 соответственно
(48,104) = (45,91); длинs 57 и 47 соотвественно
(112,118) = (99,105); длина 7
(122,128) = (109,115); длина 7
Вывод: Полученные результаты свидетельствуют о высокой степени сходства между выравниванием, построенным на основе совмещения пространственных структур, и выравниванием, полученным программой MAFFT.

Проект Jalview: скачать

4. Программа MAFFT

MAFFT — новый метод быстрого выравнивания множественных последовательностей на основе быстрого преобразования Фурье.

1) Реализованы две различные эвристики: прогрессивный метод (FFT-NS-2) и итеративный метод уточнения (FFT-NS-i).

2) Сокращение времени выполнения и повышение точности выравнивания даже для последовательностей с большими вставками или расширениями, а также для отдаленно родственных последовательностей схожей длины.

Источник: Kazutaka Katoh, Kazuharu Misawa, Kei-ichi Kuma, Takashi Miyata, Nucleic Acids Research.