Сравнение выравниваний гомологичных белков и негомологичных белков
Для того, чтобы исследовать, как гомологичные белки отличаются от негомологичных из базы данных Swissprot были выбраны 5 пар гомологичных и негомологичных белков, в каждой из которых один белок был из протеома штамма K12 кишечной палочки, а второй - из протеома штамма 168 сенной палочки. (Для получения списка белков с одинаковой мнимоникой был написан короткий скрипт на Python.) После этого с помощью программ needle и water из пакета EMBOSS были получены выравнивания последовательностей данных белков.С некоторыми параметрами выравниваний, такие как вес, проценты схожести и идентичности, количество гэпов и инделей можно ознакомиться в данной таблице.
Для рассмотренных белков оказалось верным, что:
1) Identitiy у гомологичных белков всегда больше 38%, тогда как у негомологичных она сравнительно небольшая
2) Similarity у гомологичных не менее 46%, тогда как у негомологичных она сравнительно небольшая
3) Гэпы у гомологичных белков отсутствуют или имеются в небольших количествах (не превышает сотню), у негомологичных гэпы исчсляются сотнями
Также следует заметить, что, тогда как глобальное выравнивание негомологичных белков чётко указывает на их различия, по локальному судить о гомологичности белков, наверное, не стоит, так как проценты покрытия и схожесть у некоторых негомологичных белков приближаются к показателям, свойственным гомологичным белкам.
Различные программы выравнивания
Для множественного выравниваня был выбран белок метионил-тРНК трансферазы человека (Homo sapiens), мыши (Mus musculus), крысы (Rattus norvegicus), быка (Bos taurus) и, неожиданным образом, дрожжей из класса сахаромицетов (Saccharomyces cerevisiae). Организмы подбирались так, чтобы длина не слишком сильно варьировала, но организмы были как можно более далёкие. Результат множественного вырвнивания Jalview можно увидеть здесь
.Затем были оставлены два наиболее различающихся варианта белка - из Saccharomyces cerevisiae и из Bos taurus. Для этиз двух белков были сделаны глобальное и локальное выравнивание, которые были потом были добавлены к имеющемся в Jalview и слегка подогнаны под него. Между выравниванями, полученных с помощью needle и water, различий практически нет, за исключением отстутствующих в начале и конце фрагментов в локальном выравнивании, тогда как выравнивание, сделанное muscle, отличается от них в нескольких местах. На изображениях ниже представлены выравнивания сверху вниз: множественное, глобальное и локальное.
1. Начало выравнивания "съехало" по сравнению с глобальным выравниванием из needle из-за двух лишних гэпов между 48-м(E) и 49-м(D) аминокислотными остатками.
2. Далее выравнивание довольно хорошо совпадают, но в какой-то момент ,опять-таки, из-за по-другому расставленных гэпов последовательность "съезжает" на один-три а.о. вправо.
3. Потом варианты выравниваний опять выравниваются, но далее происходит очередной сдвиг из-за по-разному расставленных гэпов в первом выравнивании: нет гэпов в последовательности белка быка на месте 349-го а.о., между 358-м(D) и 359-м(A) а.о., но вставлены "лишние" в последовательности белка дрожжей.
