Задание 1. Найдите консервативные мотивы в выравнивании
Для работы был выбран домен S-layer (PF07752). Этот домен удобен для составления паттерна по
консервативному участку выравнивания seed, так как он содержит 44 последовательности.
Methanosarcinales S-layer Tile Proteins (STP) - это семейство белков, встречающихся у членов порядка Methanosarcinales,
которые являются метаногенными археями. STP являются основным компонентом структуры защитного белкового поверхностного S-слоя, который покравает снаружи
мембрану Methanosarcinales и выполняет многие важные функции, включая защиту от вредных внеклеточных веществ.
Cкачанный файл с выравниванием seed доступен по ссылке.
Я открыл его в Jalview и визуально определил
интересный мне консервативный участок (выделен на Рис 1). Его паттерн в:
Jalview-формате: [YF]..[IMVL][GPYN][FWL][MFLN][AGCS].[KERPLNQ][YW][FVIA][AVPY];
в PROSITE-формате: [YF]-x-x-[IMVL]-[GPYN]-[FWL]-[MFLN]-[AGCS]-x-[KERPLNQ]-[YW]-[FVIA]-[AVPY]
Рис.1 Консервативный мотив в выравнивании seed.
Я проверил, что паттерн описывает все 44 последовательности.
Полученный мотив я загрузил в ScanProsite. В базе SwissProt нашлось 8 находок в 5 последовательностях.
При этом 2 находки было из бактерии Porphyromonas gingivalis (белок Major fimbrium subunit FimA type-1 (FimA1) (Fimbrillin))
- это субъединица белков, функция которых связана с микроворсинками на поверхности бактерий.
Видна функциональная параллель белков с этим консервативным участком в организмах
двух разных доменов - Бактерий и Архей.
Задание 2. В том же выравнивании найдите мотив, специфичный для одной клады филогенетического дерева
При помощи встроенного функционала Jalview было построено филогенетическое древо белков из выравнивания seed.
Алгоритм построения дерева - Neighbor Joining.
Дерево с выделением цветом части ветвей изображено на Рис 2.
Рис 2 Филогенетическое древо выравнивания seed.
Ветви розового цвета и темный фон названий последовательностей выделяют кладу, в которой проходил поиск специфичного для её представителей мотива.
Белки в этой ветви имеют мотив c паттерном [SCPY][VLK][IVML][PY][WL][FML][GCS][KN][KLP]Y[VI]A[VI], этом при этот паттерн отсутствует в других белках выравнивания.
Значит, этот мотив содержит отличный от других выравниваний seed паттерн. Цель задания выполнена.
Рис. 3 Выделенное черным - выравнивание ветви, по которому составлялся паттерн.
Z-кольцо — кольцевая органелла
грамотрицательных бактерий, расположенная примерно посередине клетки и
способная сокращаться, образуя перетяжку между двумя новыми дочерними клетками.
Согласно описанию функции белка B2V8C0 в Uniprot, Probable septum site-determining protein MinC -
ингибитор деления клеток, который блокирует образование полярных Z-кольцевых перегородок.
Он быстро колеблется между полюсами клетки, чтобы дестабилизировать и предотвратить полимеризацию нитей FtsZ,
чтобы они не образовали полярные Z-кольца.
Я запустил psi-blast этого белка по базе SwissProt и пронаблюдал за количеством и E-value находок
на каждой итерации, продолжая до момента, пока перестали появляться новые находки. Результаты представлены в таблице на Рис 4.
Рис. 4 Таблица итераций psi-blast.
На третьей итерации не было новых находок. Обратим внимание на разницу в
E-value ближайших надпороговых и подпороговых находок. Разница растет с каждой итерацией.
На первой итерации многие находки близки к порогу, и если бы мы поставили более строгий порог, они бы отсеялись
как незначимые. Однако повторный запуск не только находит новые белки, но и усиливает "неслучайность"
каждой находки. На третьей итерации разница в E-value ближайших над- и подпороговых находок имеет вид большого
скачка значимости, сравнивая их, можно объединить надпороговые находки в довольно обособленное семейство гомологичных белков.
