Практикум 9

Были выбраны мнемоники: CHER_, DTD_, MOTA_

Задание 2. Глобальное парное выравнивание гомологичных белков

Выравнивание выполнено программой needle (глобальное парное выравнивание) с параметрами по умолчанию.

Таблица 1. Характеристики глобального парного выравнивания трёх пар белков
Protein Name ID 1 ID 2 Score % Identity % Similarity Gaps Indels
Chemotaxis protein methyltransferase CHER_ECOLI CHER_BACSU 291,5 26,5 41,2 70 11
D-aminoacyl-tRNA deacylase DTD_ECOLI DTD_BACSU 303,0 40,4 58,2 15 2
Motility protein A MOTA_ECOLI MOTA_BACSU 235,5 26,1 43,1 33 8

Задание 3. Локальное парное выравнивание гомологичных белков

Выравнивание выполнено программой water (локальное парное выравнивание) с параметрами по умолчанию.

Таблица 2. Характеристики локального парного выравнивания трёх пар белков
Protein Name ID 1 ID 2 Score % Identity % Similarity Gaps Indels Coverage 1, % Coverage 2, %
Chemotaxis protein methyltransferase CHER_ECOLI CHER_BACSU 306,0 31,9 48,8 30 8 82,52 89,84
D-aminoacyl-tRNA deacylase DTD_ECOLI DTD_BACSU 306,0 46,8 66,7 0 0 89,90 95,45
Motility protein A MOTA_ECOLI MOTA_BACSU 240,5 27,2 44,9 25 4 96,61 97,78

Задание 4. Комментарии к выравниваниям

CHER_ECOLI / CHER_BACSU (Chemotaxis protein methyltransferase)

Глобальное выравнивание (needle) показало высокий процент идентичности (26,5%, что больше 25%) и подобия (41,2%), относительно небольшое количество гэпов (70) и высокий вес выравнивания (291,5). Это говорит о том, что белки гомологичны по всей длине.

Локальное выравнивание (water) также показало высокий процент идентичности (31,9%) и подобия (48,8%), небольшое количество гэпов (30) и высокий вес выравнивания (306,0). Покрытие составило 82,52% для E. coli и 89,84% для B. subtilis, что указывает на наличие большого консервативного участка, общего и эволюционно важного для обоих белков, и говорит о том, что белки гомологичны на этом участке.

Вывод: белки гомологичны как на отдельном участке, так и по всей длине, что говорит о гомологичности пары в целом. В данном случае локальное выравнивание является немного более информативным, чем глобальное, так как оба выравнивания показывают гомологичность белков, но локальное обладает большей степенью сходства.

DTD_ECOLI / DTD_BACSU (D-aminoacyl-tRNA deacylase)

Глобальное выравнивание (needle) показало высокий процент идентичности (40,4%, что больше 25%) и подобия (58,2%), небольшое количество гэпов (15) и высокий вес выравнивания (303,0). Это говорит о том, что белки гомологичны по всей длине.

Локальное выравнивание (water) также показало высокий процент идентичности (46,8%) и подобия (66,7%), отсутствие гэпов и высокий вес выравнивания (306,0). Покрытие составило 89,90% для E. coli и 95,45% для B. subtilis, что указывает на наличие большого консервативного участка, общего и эволюционно важного для обоих белков, и говорит о том, что белки гомологичны на этом участке.

Вывод: белки гомологичны по всей длине. Глобальное и локальное выравнивания показали схожие результаты, что подтверждает высокую степень сходства. В данном конкретном случае оба типа выравнивания можно считать информативными, но локальное показало больший процент сходства.

MOTA_ECOLI / MOTA_BACSU (Motility protein A)

Глобальное выравнивание (needle) показало высокий процент идентичности (26,1%, что больше 25%) и подобия (43,1%), небольшое количество гэпов (33) и высокий вес выравнивания (235,5). Это говорит о том, что белки гомологичны по всей длине.

Локальное выравнивание (water) также показало высокий процент идентичности (27,2%) и подобия (44,9%), небольшое число рэпов (25) и высокий вес выравнивания (240,5). Покрытие составило 96,61% для E. coli и 97,78% для B. subtilis, что указывает на наличие большого консервативного участка, общего для обоих белков, и говорит о том, что белки гомологичны на участке.

Вывод: белки гомологичны по всей длине. Глобальное и локальное выравнивания показали схожие результаты, что подтверждает высокую степень сходства. В данном случае оба типа выравнивания можно считать информативными, но локальное дало незначительно лучший процент идентичности.

Задание 5. Результат применения программ выравнивания к неродственным белкам

Были выбраны белки NUSA_ECOLI и PTMA_BACSU

Таблица 3. Характеристики локального парного выравнивания неродственных белков
Protein Name 1 Protein Name 2 ID 1 ID 2 Score % Identity % Similarity Gaps Indels Coverage 1, % Coverage 2, %
Transcription termination/antitermination protein NusA Mannitol-specific phosphotransferase enzyme IIA component NUSA_ECOLI PTMA_BACSU 44,0 20,3 39,0 22 4 20,61 78,32
Таблица 4. Характеристики глобального парного выравнивания неродственных белков
Protein Name 1 Protein Name 2 ID 1 ID 2 Score % Identity % Similarity Gaps Indels
Transcription termination/antitermination protein NusA Mannitol-specific phosphotransferase enzyme IIA component NUSA_ECOLI PTMA_BACSU 32,0 6,6 11,8 392 11

Вывод: Белки не являются гомологичными, так как имеют низкий процент идентичности (6,6% для глобального и 20,3% для локального выравнивания, что меньше 25%), низкий процент подобия (11,8% для глобального и 39,0% для локального выравнивания) и большое количество гэпов (22 в локальном и 392 в глобальном выравнивании). Оба типа выравнивания не показали высокой степени эволюционного сходства между последовательностями, что свидетельствует о неродственности и негомологичности белков.

Задание 6. Множественное выравнивание белков и импорт в Jalview

Для множественного выравнивания выбраны белки с мнемоникой MOTA_.

Рекомендованное полное имя белка из ECOLI: Motility protein A

С помощью команды: infoseq 'sw:MOTA_*' -only -name -nohead

было найдено 13 белков, из которых было выбрано 7 белков:

MOTA_TREPH

MOTA_AGRFC

MOTA_HELPJ

MOTA_ECOLI

MOTA_BACSU

MOTA_CERSP

MOTA_RHIME

Выравнивание было сделано в Jalview: Web Service -> Aligment -> Muscle with Defaults

Колонки были покрашены с помощью Colour -> Percentage Identity.

В выравнивании наблюдается большое количество консервативных участков и малый процент гэпов, что свидетельствует о гомологичности белков.

Cкачать проект Jalview