Практикум 11. Алгоритмы выравнивания. Программы

Сравните выравнивания гомологичных белков и негомологичных белков

Для сравнения выравниваний гомологичных и негомологичных белков были выбраны 5 пар белков из протеомов штамма K12 кишечной палочки и штамма 168 сенной палочки (в каждой паре белки с одинаковой функцией, но от разных организмов).
Для каждой пары с помощью команд water и needle в EMBOSS были построены выравнивания — локальное и глобальное.
Идентификаторы выбранных гомологичных и негомологичных белков, их полные названия, а также результаты выравниваний можно найти в таблице.
В таблице наиболее ярко выражена разница в покрытии для локальных выравниваний гомологичных и негомологичных белков. В случае гомологичности это чаще всего более 95 %, а в других парах белков покрытие редко достигает 60 %.
О гомологичности можно судить и по проценту идентичных аминокислот. При выравнивании гомологов он почти всегда больше 40 %, в то время как для негомологичных белков максимальная величина идентичности приближается к 30 % в локальных выравниваниях.
В глобальных и локальных выравниваниях гомологичных белков заметен высокий вес в отличие от глобальных и локальных выравниваний негомологичных белков. Процентные идентичность (identity) и похожесть (similarity) в целом также выше у выравниваний гомологичных белков. В глобальных выравниваниях негомологичных белков резко увеличивается число гэпов, а в локальном становится ниже покрытие по сравнению с выравниваниями гомологичных белков.

Сравнение выравниваний

Для этого задания были выбраны белки с мнемоникой MURD из 5 организмов: Escherichia coli (strain K12), Tropheryma whipplei (strain Twist) (Whipple's bacillus), Aliivibrio fischeri (strain ATCC 700601 / ES114) (Vibrio fischeri), Rickettsia conorii (strain ATCC VR-613 / Malish 7), Bacillus subtilis (strain 168).
Командой seqret был создан файл с последовательностями для выравнивания.
Далее в Jalview было построено множественное выравнивание.

мое фото

Для сравнения выравниваний были выбраны два гомологичных белка MURD_ALIF1 и MURD_TROWT Tropheryma whipplei (strain Twist) (Whipple's bacillus) . Эта часть множественного выравнивания была сравнена с глобальным и локальным выравниванием.

Фрагмент множественного выравнивания.
Глобальное выравнивание.
Локальное выравнивание.
Множественное, глобальное и локальное выравнивнаие сверху вниз.

Различия в выравниваниях:
1) Остаток F выравнен в локальном выравнивании с другим остатком F во множественном.
мое фото
мое фото
2) Остаток L в локальном выравнен с другим L во множественном.
мое фото
мое фото
3)Остаток L во множественном выравнивании стоит напротив другого L в локальном.
мое фото
мое фото
Таким образом, несмотря на то, что между выравниваниями присутствуют некоторые различия, глядя на множественное выравнивание, в силу высокой степени схожести,
все же можно судить о гомологии последовательностей.