Глобальное выравнивание гомологичных белков

Protein name ID1 ID2 Score % Identity % Similarity Gaps Indels
Periplasmic pH-dependent serine endoprotease DegQ DEGQ_ECOLI DEGQ_BACSU 16 1,8 4,6 409 2
Nitrige regulatory protein GlnK GLNK_ECOLI GLNK_BACSU 20 3 6,2 406 6
Replicative helicase loader DnaC DNAC_ECOLI DNAC_BACSU 47 11,8 19,4 301 17


Локальное выравнивание гомологичных белков

Protein name ID1 ID2 Score % Identity % Similarity Gaps Indels Coverage 1 Coverage 2
Periplasmic pH-dependent serine endoprotease DegQ DEGQ_ECOLI DEGQ_BACSU 22 71,4 71,4 0 0 1,54% 16,28%
Nitrige regulatory protein GlnK GLNK_ECOLI GLNK_BACSU 29 23,4 45,3 15 5 50,00% 13,90%
Replicative helicase loader DnaC DNAC_ECOLI DNAC_BACSU 62,5 21,8 35,4 69 12 80,82% 48,24%


Комментарии к выравниваниям


Значение идентичности и сходства в глобальном выравнивании крайне низкие, а количество гэпов просто огромное, относительно длины белков. Это означает. что выравнивание, скорее всего, не выявляет реального родства - а лишь растягивает последовательности с помощью множества разрываов, чтобы хоть как-то их сопоставить. эти цифры практичсеки не отличимы от случайного совпадения.

Локальное выравнивание в данном случае будет гораздо более информативным, чем глобальное. в DEGQ высокий процент идентичности, однако, очень низкое покрытие (всего ~16% и ~1,5%). Вероятнее всего это означает, что был найтен короткий, но высококонсервативный участок. Этот участок действительно является гомологичным, однако неко не отражает гомологию белков в целом. Аналогичная ситуация с GLNK, там цифры идентичности ипокрытия еще ниже. Вероятно, у двух этих бклков присутствуют гомологичные высококонсервативные домены, однако полноценной гомологии нет. У DNAC дело обстоит лучше. из трех выбранных образцов у него наибольшие покрытие при идентичности 21,8%. Это уже может говорить о реальной гомологичности большей части последовательности.

По этим наблюденям видно, что глобальное выравнивае часто является менее информативно для выявления постедовательностей, имеющих короткие гомологичные участки, вероятнее всего, унаследованные от дальнего предка, а то и вовсе повившихся конвергентно.


Результат применения программ к неродственным белкам


Aligment ID1 ID2 Score % Identity % Similarity Gaps Indels Coverage 1 Coverage 2
Global FKBA_ECOLI O16G2_BACSU 23 5,5 8,2 589 15 - -
Local FKBA_ECOLI O16G2_BACSU 55 24,5 36,7 44 8 44,44% 23,17%


Интересным получился анализ негомологичных белков. Их локальное выравнивание имеет более высоие проценты идентичности и сходства чем у 'гомологичных' белков выше. Это говорит о том, что локальное выравнивание может находить случайные короткие совпадения даже между неродственными белками.


Множественное выравнивание белков и импорт в Jalview

Для множественного выравнивания была выбрана мнемоника DNAC. С помощью расширенного поиска в UniProtKB были найдены другие записи с такой жк мнемоникой в Swiss-Prot.


По запросу нашлось 45 результатов. Для выравнивания использовались (DNAC_=*) *ECO57, *BUCAP, *BUCBP, *BACSU, *ECOL6, *BUCAI, *SHIFL. Затем в Jalview с помощью программы Mafft было сделаноо множественное выравнивание


Проект


У получннного выравнивания не очень высокий, но в нем присутствуют и консервативнфе участки (84-93, 124-139, 224-244 и так далее). Мне кажется, что последовательность BACSU выровнялась хуже остальных: она практически нигде не совпдает консервативными участками. Скорее всего, она не является гомологом для остальных белков. Это пример того, как множественное выравнивание помогает отбраковать ложных членов семейства. Остальные последовательности на мой взгляд гомологичны.

Действительно, по данным этой статьи E.DnaC и B.Dnac являются аналогами, а не ортологами. У них есть далекий общий предок, но E.Dnac является загрузчиком хеликазы, а B.Dnac - самой хеликазой. Загрузчиком хеликазы у BACSU (то есть гомологом E.Dnac) является B.DnaI