ОПТИМАЛЬНОЕ ПАРНОЕ ВЫРАВНИВАНИЕ

СРАВНЕНИЕ ЛОКАЛЬНОГО И ГЛОБАЛЬНОГО ВЫРАВНИВАНИЙ ПАРЫ ГОМОЛОГИЧНЫХ БЕЛКОВ

Выравнивания были построены при помощи программ needle (глобальное парное выравнивание) и water (локальное парное выравнивание) из пакета EMBOSS:

needle   grp78_mouse.fasta    hs71b_human.fasta    l.fasta    -aformat3 fasta 

water   grp78_mouse.fasta    hs71b_human.fasta    u.fasta    -aformat3 fasta 

ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРОГРАММ

1. Матрица весов - EBLOSUM62
2. Штраф за открытие инделя и концевые гэпы - 10.0
3. Штраф за удлинение инделя - 0.5

СРАВНЕНИЕ ПОСТРОЕННЫХ ВЫРАВНИВАНИЙ

В Таблице 1 показаны основыне параметры построенных глобального и локального выравнивания. На Рис.1 и Рис.2 наглядно проиллюстрированы основные различия выравниваний.

Таблица 1. Сравнение параметров глобального и локального выравниваний

В целом построенные глобальные выравнивания оказались очень похожи и почти не различались за исключением нескольких моментов. В глобальном выравнивании в начале и конце веравнивания оказались два участка с очень длинными инделями и отсутствием поблизости консервативных последовательностей (см. Рис.1 и Рис.2). Сравнивая эти участки с локальным выравниванием, можно обнаружить, что подобных участков в локальном выравнии нет. Данные фрагменты последовательностей не были приняты во внимание и рассмотрены в рамках локального выравнивания (эти участки полнотью отсутсвуют). Этим и объясняется меньшая длина исходных последовательностей, разница в длинах выравниваний между глобальным и локальным.

Обобщая отмеченное, можно утверждать, что локальное выравнвание отбрасывает концевые фрагменты последовательностей, выйгрывая при этом по весу засчет отсутствия крупных индилей. Выравнивание при этом получается более насыщенное консервативными позициями, однако с принебрежением некоторыми участками последовательностей.

СРАВНИНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЛОКАЛЬНОГО ВЫРАВНИВАНИЯ ГОМОЛОГИЧНЫХ И НЕГОМОЛОГИЧНЫХ БЕЛКОВ

В данном разделе информация о выравнивании гомологичных белков GRP78_MOUSE и HS71B_HUMAN дополнена информации еще о выравниваниях пяти пар негомологичных белков. Выравнивания получены описанным выше путем. Пять добавленных выравниваний проводились между белком рибонуклеазы J и пятью негомологичными ей белками. Информация а полученных выравниваниях содержится в Таблице 2.

Таблица 2. Сравнение локальных выравниваний гомологичных и негомологичных последовательностей

Рис. 3 Парное негомологичное выравнивание 1

Рис. 4 Парное негомологичное выравнивание 2

Рис. 5 Парное негомологичное выравнивание 3

Рис. 6 Парное негомологичное выравнивание 4

Рис. 7 Парное негомологичное выравнивание 5

Как видно из Таблицы 2. и Рис. 3-7, локальные выравнивания негомологичных последовательностей существенно меньше по длине выравниваний. Также выравнивания негомологичных последовательностей содержат гораздо более низкий процент консервативных позиций, но гораздо больше инделей, что как раз и свидетельствует о том, что расматриваемые последовательности неродственные.

РАЗЛИЧНЫЕ ВАРИАНТЫ ВЫРАВНИВАНИЙ

В данном разделе были рассмотрены выравнивания послеедовательности двух гомолгичных белков из семейства HSP70 (Uniprot ID: DNAK_BEUC1: DNAK_THEAC), полученные разными путями:

1. Первое парное выравнивание получено путем удаления остельных последовательностей из множественного выравнивания, полученного в предыдущей работе при помощу программы Jalview.
2. Глобальное парное выравнивание получено при помощи программы needle пакета EMBOSS (параметры по умолчанию)
3. Локальное парное выравнивание получено с помощью программы water пактеа EMBOSS (параметы по умолчанию).

Для удобства сравниения все выраванивания представлены вместе на Рис.8 и Рис.9

Рис. 8 Сравнение различных выравниваний (множественное, глобальное, локальное)

Рис. 9 Выравненное выравнивание из Рис.8

КОММЕНТАРИЙ К ВЫРАВНИВАНИЮ

1. В позиции 32 во множественнном выравнивании индель стоит после глицина в первой последовательности, в то время как в двух других выравниваниях индель стоит перед глицином.
2. В позициях 342-345 во множественном выравнивании во второй последовательности в этих позициях наблюдается -AEG, а в двух других выравниваниях AEG-
3. В позициях 586-589 в локальном и глобальном выравнивании добавлены индели, во множественном выравнивании этого нет
4. Локальное выравнивание отличается отсутсвием "хвоста" в конце, отсутствием аминокислотных остатков после 625 позиции. В остальном локальное и глобальное выравнивания идентичны друг другу.

В целом все три типы выравнивания очень близки друг другу, после выравнивания их друг относительно друга, и различаются незначительными отклонениями друг от друга в нескольких местах. Вероятно, наиболее правдоподобным является локальное выравнивание, так как из-за его меньшей длины, оно незначительно выйгрывает по числу абсолютно и функционально консервативных позиций и обладает наименьшим количеством гэпов.