Глобальное и локальное выравнивание аминокислотных последовательностей

Матрицы переходов

Глобальное выравнивание

Последовательности:

SFEL (первые 4 аминокислотных остатка моего белка — SODF_ECOLI)
SIMEW (первая последовательность с 2 заменами и 1 вставкой)

При построении схемы переходов использованы параметры:

вес совпадения 2
вес замены -1
штраф за делецию -2

Оптимальный путь указан зеленым цветом.

Оптимальному пути соответствует выравнивание:
SF-EL
SIMEW

Вес выравнивания: 0
Оптимальный путь отражает "мутации", внесенные нами: в нем 2 аминокислотам соответсрвуют они же, 2 - те, на которые я их заменил, вставленной аминокислоте соответствует гэп. Закономерно, что вес этого выравнивания 0:
2 совпадения, 2 замены, 1 вставка 2*2+2*(-1)+(-2)=0.

Локальное выравнивание

Последовательности:

SFELPALPY (первые 9 аминокислотных остатков моего белка)
FELPY (аминокислоты 2, 3, 7, 8, 9 моего белка)

При построении схемы переходов использованы параметры:

вес совпадения 2
вес замены -1
штраф за делецию = -2

Оптимальный путь выделен голубым цветом, а субоптимальный — красным.

Оптимальное локальное выравнивание (вес 8)
FELP
FELP

Субоптимальное локальное выравнивание (вес 6)
LPY
LPY

Влияние параметров на глобальное выравнивание
Данные выравнивания сделаны программой needle из пакета EMBOSS, при этом использовалась матрица EBLOSUM62

При выравнивании были использованы параметры:

Штраф за открытие делеции: 1.0
Штраф за продление делеции: 1.0

В этом выравнивании 6 делеций
Вес: 86.0



SODF_ECOLI         1 SFELPALPYAKDALAPHISAETIEYHYGKHHQTYVTNLNNLIKGTAFEGK     50
                                                                       
Superoxide         1                                                         0

SODF_ECOLI        51 SLEEIIRSSEGGVFNNAAQVWNHTFYWNCLAPNAGGEPTGKVAEAIAASF    100
                                                                       
Superoxide         1                                                         0

SODF_ECOLI       101 GSFADFK-AQFTDAAIKNFGSGWTWLVKNSDGKLAIVSTSNAGTPLTTDA    149
                           | .| |  .:.|.  ||||||||||||                 
Superoxide         1       KHHQ-T--YVTNL--GWTWLVKNSDGK                      22

SODF_ECOLI       150 TPLLTVDVWEHAYYIDYRNARPGYLEHFWALVNWEFVAKNLAA    192
                                                                
Superoxide        23                                                 22

При выравнивании были использованы параметры:

Штраф за открытие делеции: 10.0
Штраф за продление делеции: 1.0

В этом выравнивании 3 делеции
Вес: 66.0



SODF_ECOLI         1 SFELPALPYAKDALAPHISAETIEYHYGKHHQTYVTNLNNLIKGTAFEGK     50
                                                                       
Superoxide         1                                                         0

SODF_ECOLI        51 SLEEIIRSSEGGVFNNAAQVWNHTFYWNCLAPNAGGEPTGKVAEAIAASF    100
                                                                       
Superoxide         1                                                         0

SODF_ECOLI       101 GSFADFKAQFTDAAIKNFGSGWTWLVKNSDGKLAIVSTSNAGTPLTTDAT    150
                             :.....:.|.  ||||||||||||                  
Superoxide         1         KHHQTYVTNL--GWTWLVKNSDGK                       22

SODF_ECOLI       151 PLLTVDVWEHAYYIDYRNARPGYLEHFWALVNWEFVAKNLAA    192
                                                               
Superoxide        23                                                22

    Выше приведены выравнивания белка SODF_ECOLI с последовательностью, "склеенной" из 2 его участков (10 и 12 аминокислот). В обоих выравниваниях больший из этих участков стоит на "правильном" месте, отличие заключается в выравнивании меньшей части.
    В верхнем выравнивании количество делеций заметно больше, чем в нижнем, но вместе с тем больше и процент идентичности. Это связано с тем, что там штраф за открытие делеции намного меньше, поэтому можно "пожертвовать" несколькими гэпами ради постановки большего количества аминокислот под идентичными. Штраф за продолжение делеции невелик и одинаков в обоих выравниваниях, поэтому на различия в выравниваниях он если и повлиял, то не очень сильно.
    Вес первого выравнивания заметно превышает вес второго. Неожиданно? А по-моему, подозрительно было бы обратное, если бы программа с более мягкими условиями получила меньший вес!