Паралоги и ортологи

Составление списка белков

Поиск гомологов CLPX_ECOLI по протеомам выбранных мной бактерий с помощью blastp выдал 31 находку. Список находок: 

Sequences producing significant alignments:                      Score (Bits)  E-Value

  sp|Q2RL30|CLPX_MOOTA ATP-dependent Clp protease ATP-binding sub...  533     0.0   
  sp|A5I6W0|CLPX_CLOBH ATP-dependent Clp protease ATP-binding sub...  530     0.0   
  sp|Q81LB9|CLPX_BACAN ATP-dependent Clp protease ATP-binding sub...  513     0.0   
  sp|Q5HNM9|CLPX_STAEQ ATP-dependent Clp protease ATP-binding sub...  499     6e-177
  sp|Q833M7|CLPX_ENTFA ATP-dependent Clp protease ATP-binding sub...  498     3e-176
  sp|Q9CGE6|CLPX_LACLA ATP-dependent Clp protease ATP-binding sub...  490     1e-173
  tr|Q5FKR6|Q5FKR6_LACAC ATP-dependent Clp protease ATP-binding s...  484     4e-171
  sp|Q834K4|HSLU_ENTFA ATP-dependent protease ATPase subunit HslU...  103     3e-24 
  sp|Q5FKD8|HSLU_LACAC ATP-dependent protease ATPase subunit HslU...  101     1e-23 
  tr|Q2RJP5|Q2RJP5_MOOTA ATP-dependent protease ATPase subunit Hs...  100     4e-23 
  sp|Q81WK6|HSLU_BACAN ATP-dependent protease ATPase subunit HslU...  98.2    2e-22 
  sp|Q5HPT8|HSLU_STAEQ ATP-dependent protease ATPase subunit HslU...  93.6    7e-21 
  tr|A5I766|A5I766_CLOBH ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH ...  52.0    2e-07 
  tr|Q2RLR4|Q2RLR4_MOOTA AAA domain-containing protein OS=Moorell...  50.1    6e-07 
  tr|Q5FHW6|Q5FHW6_LACAC UVR domain-containing protein OS=Lactoba...  48.9    2e-06 
  tr|Q2RLP6|Q2RLP6_MOOTA AAA domain-containing protein OS=Moorell...  48.5    2e-06 
  tr|Q5FM98|Q5FM98_LACAC UVR domain-containing protein OS=Lactoba...  47.8    6e-06 
  tr|A5I7Q0|A5I7Q0_CLOBH ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH ...  46.2    1e-05 
  tr|Q5FLA7|Q5FLA7_LACAC UVR domain-containing protein OS=Lactoba...  46.2    1e-05 
  tr|A0A347ZXP1|A0A347ZXP1_BACAN ATP-dependent zinc metalloprotea...  43.1    1e-04 
  tr|Q2RM95|Q2RM95_MOOTA ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH ...  43.1    1e-04 
  tr|A0A1Q4LW06|A0A1Q4LW06_BACAN AAA domain-containing protein OS...  42.4    2e-04 
  sp|P46469|FTSH_LACLA ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH OS...  42.7    2e-04 
  tr|Q5FMA3|Q5FMA3_LACAC ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH ...  42.4    2e-04 
  sp|Q5HPD3|Y979_STAEQ Uncharacterized protein SERP0979 OS=Staphy...  41.6    3e-04 
  tr|A5I501|A5I501_CLOBH AAA domain-containing protein OS=Clostri...  41.6    3e-04 
  tr|Q839B1|Q839B1_ENTFA ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH ...  41.6    4e-04 
  tr|A5HYU4|A5HYU4_CLOBH ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH ...  41.2    4e-04 
  tr|Q5HRP3|Q5HRP3_STAEQ ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH ...  41.2    6e-04 
  sp|Q9CI09|CLPE_LACLA ATP-dependent Clp protease ATP-binding sub...  40.8    6e-04 
  tr|Q2RJJ8|Q2RJJ8_MOOTA AAA domain-containing protein OS=Moorell...  40.4    9e-04

Реконструкция и визуализация

Множественное выравнивание найденных белков было получено с помощью алгоритма MUSCLE, реализованного в UGENE.
Дерево белков реконструировано алгоритмом Maximum-Likelihood в программе MEGA. Визуализация получена с помощью программ MEGA и FigTree. Результат реконструкции доступен на Рис. 1.
Примеры пар ортологов:
 1. Q5FHW6_LACAC и Q5FM98_LACAC.
 2. A5I7Q0_CLOBH и A5I766_CLOBH.
 3. Q2RJJ8_MOOTA и Q2RLP6_MOOTA.
Примеры пар паралогов:
 1. CLPX_ENTFA и CLPX_LACLA.
 2. CLPE_LACLA и Q5FLA7_LACAC.
 3. HSLU_STAEQ и HSLU_BACAN.

Изображение не найдено. Вы можете сообщить об этом: daniil (dot) bobrovsky (at) fbb (dot) msu (dot) ru
Рис. 1. Дерево белков. Одинаковыми значками отмечены группы гомологичных белков (как ортологи, так и паралоги). Если внутри ортологичной группы имеются паралоги, они дополнительно выделены отдельным цветом. Слева внизу имеется группа непокрашенных листьев. Это сделано для упрощения визуализации, так как к этой группе относятся белки, функция большинства из которых точно неизвестна (указаны в Uniprot как putative), и большинство из них являются паралогами для других белков из группы, обозначенной ромбами.
Изображение не найдено. Вы можете сообщить об этом: daniil (dot) bobrovsky (at) fbb (dot) msu (dot) ru
Рис. 2. Дерево белков, группы ортологичных белков объединены.
1. "CLPX" - ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX, присутствует во всех 7 видах.
2. "CLPE + CLPC" - судя по всему, белки других субъединиц ATP-dependent Clp protease. Группа из четырех белков, три из которых - паралоги из одного организма, Lactobacillus acidophilus.
3. "HSLU" - ATP-dependent protease ATPase subunit HslU. Имеется у всех видов, кроме Lactococcus lactis subsp. lactis и Clostridium botulinum.
4. "FTSH" - ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH. Присутствуют во всех 7 видах, причем у Clostridium botulinum имеются 3 паралога. Единственная группа, внутри которой дерево ортологов полностью (за исключением расположения двух паралогов из CLOBH) совпадает с деревом самих видов.
5. Остальные белки, не объединенные в группы, - по большей части, вероятно, нефункциональные паралоги белков из группы FTSH.