Практикум 11

1. Выбор и описание семейства белковых доменов

Для последующего анализа было выбрано семейство белковых доменов - Interferon alpha/beta domain со следующими характеристиками, представленными в таблице 1:

Таблица.1. Семейство белковых доменов Interferon alpha/beta domain
Параметр Информация Пояснения к столбцам
AC pfam PF00143 -
ID pfam Interferon alpha/beta domain -
#SEED 91 число последовательностей в выравнивании SEED
#All более 6000 Число всех белков с доменом семейства
#SW 84 Число белков с доменом Swissprot (т.е. проверенные)
#architectures 14 Число разных доменных архитектур
#3D 28 Число доменов с известной 3D структурой
#eukaryota 6154 последовательности у 816 эукариотических видов -
#archaea - -
#bacteria 1 последовательность у 1 бактериального вида -

Функции доменов:

Интерфероны типа-I (IFN) - это цитокины, которые играют важную роль в воспалении, иммунорегуляции, распознавании опухолевых клеток и ответах Т-клеток.

Наиболее распространенные доменные архитектуры с выбранным доменом:

  • PF00143 - у 6058 белков (интерфероны)
  • PF00143-PF00143 - у 74 белков (интерфероны)

    • Т.е. большинство белков с этим доменом являются интерферонами. Но его также можно встретить и в других белках, например в гистоне H2B:

  • PF00143-PF00125 - у 1 белка (AC: A0A6B0RKS1)

    • 2. Выравнивание белковых доменов

    С использованием программы Jalview было выполнено выравнивание белковых доменов интерферонов типа-I

    Построенное выравнивание в Jalview

    Максимальный достоверный блок, включающие все последовательности (МДБ-all)

    В файле выравнивания максимальный достоверный блок, включающие все последовательности находится в колонках начиная со 156-й по 165-ю. Данный блок нельзя расширить влево, так как левая колонка не является консервативной. Его также нельзя расширить вправо, из-за наличия гэпа в 166 колонке в последовательности G3TS29_LOXAF. В этом блоке наиболее консервативными являются колонки: 157:[ILVM], 165:C(88 из 91)

    Second structure
    Рис.1.Максимально достоверный блок со всеми последовательностями

    Максимальный достоверный блок, включающие не все последовательности (МДБ-notAll)

    В файле выравнивания максимальный достоверный блок, включающие не все последовательности (была удалена последовательность с гэпом: G3TS29_LOXAF) находится в колонках начиная со 156-й по 167-ю. Этот блок нельзя расширить из-за неконсервативных 155-й и 168-й колонок. В этом блоке наиболее консервативными являются колонки: 157:[ILVM], 165:C(88 из 91), 167:W(89 из 91)

    Second structure
    Рис.2.Максимально достоверный блок не со всеми последовательностями

    Участок выравнивания, в котором нет никаких достоверных подблоков

    В участке с 49-й по 51-ю колонок нет никаких достоверных блоков, так как в каждой последовательности, кроме одной, в этих положениях находятся гэпы.

    Second structure
    Рис.3.Участок выравнивания, в котором нет никаких достоверных подблоков

    Информация о множественном выравнивании в форме таблицы:

    Таблица.2. Информация о блоках в выравнивании
    Параметр Информация Комментарии
    Выравнивание seed 91 - число последовательностей, 192 - число колонок в выравнивании -
    Максимальный достоверный блок, включающий ВСЕ последовательности (МДБ-all) 156-165 Номера колонок (блок нельзя расширить вправо, так как в последовательности G3TS29_LOXAF находится гэп)
    100% консервативные колонки в МДБ-all 157:[ILVM], 165:C (88 из 91) Консервативные колонки и их аминокислоты
    Максимальный достоверный блок, включающий НЕ ВСЕ последовательности (МДБ-notAll) 156-167 Номера колонок
    100% консервативные колонки в МДБ-notAll 157:[ILVM], 165:C (88 из 91), 167:W (89 из 91) Консервативные колонки и их аминокислоты
    Участок выравнивания без достоверных подблоков 49-51 Во всех колонках, кроме одной, гэпы

    3. Dotplot карта локального сходства

    Для доменного анализа с использованием Dotplot карты, были использованы доменные архитектуры:

    Таблица.3. Доменные архитектуры для составления Dotplot карты
    Объект анализа Информация
    Доменная архитектура 1 PF00143
    Белок с архитектурой 1 P01566 (Interferon alpha-10)
    Доменная архитектура 2 PF00143-PF00143
    Белок с архитектурой 2 A0A1A6H7N5 (Interferon beta)

    Далее с использованием программы Blast была построена Dotplot карта (Рис. 4).

    Dotplot карта
    Рис. 4. Dotplot карта

    Исходя из изображения выше можно сказать что произошла дупликация домена, что соответствует информации, представленной в базе Pfam.