Для анализа выбран λ-кристаллин кролика (Oryctolagus cuniculus).
UniProt AC:
P14755
Мнемоника: CRYL1_RABIT
Название: Lambda-crystallin
Длина: 319 аминокислот
Предполагаемая предковая функция:
L-гулонат-3-дегидрогеназа
λ-кристаллин — структурный белок хрусталика, участвующий в поддержании его прозрачности. Его предполагаемый предок — L-гулонат-3-дегидрогеназа, фермент, катализирующий окисление L-гулоната до 3-дегидро-L-гулоната с участием NAD+.
При этом λ-кристаллин кролика сам сохраняет активность L-гулонат-3-дегидрогеназы. Таким образом, один белок выполняет и ферментативную, и структурную функции. Это показано в работе Ishikura et al. (2005).
Программа: PSI-BLAST (NCBI)
База данных: Swiss-Prot
Запрос: P14755 (CRYL1_RABIT)
Порог включения: E-value = 0,005
Таксономические ограничения: отсутствуют
Количество итераций: 5
| Итерация | Всего выбранных последовательностей | Прошли порог включения |
|---|---|---|
| 1 | 227 | 226 |
| 2 | 368 | 290 |
| 3 | 1139 | 964 |
| 4 | 1639 | 1405 |
| 5 | 2167 | 1896 |
Порог включения прошли 226 последовательностей. Среди первых находок обнаружены близкие гомологи λ-кристаллина млекопитающих, аннотированные как L-гулонат-3-дегидрогеназы.
Также найдены более далёкие ферментные гомологи, например L-карнитиндегидрогеназы бактерий. Для белка Q8CUW0 из Oceanobacillus E-value составило 8 × 10-41, идентичность — 30,31%. Таким образом, уже на первой итерации обнаружены белки с другой ферментативной функцией.
Порог включения прошли 290 последовательностей. Среди новых находок появились глицерол-3-фосфатдегидрогеназы, 3-гидроксиизобутиратдегидрогеназы и другие ферменты. Это свидетельствует о расширении поиска на более разнообразные дегидрогеназы.
Количество значимых находок резко увеличилось до 964. Появилось много новых последовательностей. Поиск стал менее специфичным к исходному семейству λ-кристаллина.
Порог включения прошли 1405 последовательностей. Новые находки продолжили появляться. Количество значимых результатов увеличилось ещё на 441 по сравнению с предыдущей итерацией.
Порог включения прошли 1896 последовательностей.
Поиск остановлен после пятой итерации, поскольку количество новых находок продолжало быстро увеличиваться. Такое расширение результатов может указывать на снижение специфичности профиля PSI-BLAST.
Среди результатов обнаружены шесть гомологов λ-кристаллина с аннотацией L-гулонат-3-дегидрогеназы из следующих организмов: Pongo abelii, Homo sapiens, Rattus norvegicus, Mus musculus, Bos taurus и Sus scrofa.
Их идентичность с исходным белком составляет около 80–87%. Все они относятся к млекопитающим, поэтому являются достаточно близкими гомологами.
Для анализа выбран белок Q8SPX7 (CRYL1_BOVIN) из Bos taurus — Lambda-crystallin homolog с альтернативной аннотацией L-gulonate 3-dehydrogenase. Он имеет наименьшую идентичность с запросом среди шести найденных белков с такой аннотацией.
Результаты выравнивания:
E-value = 5 × 10-55
Идентичные остатки — 252/314 (80%)
Сходные остатки — 282/314 (89%)
Гэпы — 0/314
Выравнивание охватывает почти всю последовательность. Высокое сходство и низкое E-value подтверждают гомологию этих белков.
Рисунок 1. Выравнивание λ-кристаллина кролика (P14755) и гомолога с аннотацией L-гулонат-3-дегидрогеназы коровы (Q8SPX7).
В результате пяти итераций PSI-BLAST найдены гомологи λ-кристаллина, имеющие предполагаемую предковую ферментативную функцию L-гулонат-3-дегидрогеназы. Однако все шесть белков с такой аннотацией оказались близкими гомологами млекопитающих.
Среди более далёких находок присутствуют L-карнитиндегидрогеназы, глицерол-3-фосфатдегидрогеназы и другие ферменты. Их функции отличаются от предполагаемой предковой функции λ-кристаллина.