Практикум 9

Я выбрал домен PTS_IIB (PF02302). Информация о нём:

Я выбрал структуру, сожержащую также домен EIIC-GAT (PF03611) . Ниже представлена информация о нём:

По данным Pfam существует 63 последовательности с структурой EIIC-GAT, PTS_IIB.


Таблица со списком последовательностей

Задание 3

Длины белков

Для длин белков была построена гистограмма. Больше половины белков лежит в диапозоне 580-595, этот диапозон я и буду считать характерной длиной белка.
При помощи сортировки Excel я выбрал 40 белков, принадлежащих организмам из разных семейств, они представлены в файле

Выравнивание выборки белков с двухдоменной архитектурой

Я сделал выравнение выбранных белков в Jalview с помощью Muscle с параметрами по умолчанию, последовательности были скачаны из Uniprot.
N-концевой консервативный блок у меня начинался с первой позиции для всех последовательностей, поэтому я ничего не удалил После C-концевого домена я удалил 6 неконсервативных позиций (на рисунке они ещё не удалены) Проект Jalview

Построение профиля

Я построил профиль по созданному выравниванию при помощи пакета HMMER. Сначала для построения профиля я использовал команду
hmm2build -g hmm algn.fa
Затем профиль был откалиброван:
hmm2calibrate hmm
Получился файл с откалиброванным профилем выравнивания.

Проверка профиля

Сначала я скачал все последовательности, содержащие один из двух выбранных доменов (домен PF03611). Таких последовательностей оказалось 15067. Программа hmm2search по построенному профилю искала белки с двухдоменной архитектурой среди белков, содержащих 1 из доменов. Порог на e-value я взял равный 0.1. Поиск проводился при помощи команды:
 hmm2search -E 0.1 hmm PF03611.fasta > hmm_res.fasta
Результат

Сравнение списка находок с исходной таблицей

Далее я сравнивал список находок программы со списком, полученным из Uniprot по двум доменам. Анализ проводился при помощи Python, данные сначала были подготовлены при помощи Excel ( Таблица с подготовленными данными). Сначала я отсортировал находки по убыванию веса и построил график полученного распределения.

Определение оптималього порога

Далее моей задачей было подобрать оптимальное значение веса, при котором бы получались наиболее точные предсказания двудоменной структуры. Для этого находят чувствительсть теста и его мощность (1-специфичность) для всех возможных значений порога (среди наших предсказаний), по ним была построена ROC-кривая Далее так же был вычислен параметр F1 для каждого из предсказаний, а затем выбрано значение порога, для которого этот параметр принимает максимальное значение. Найденный порог оказался равен 978, он соответствует 315 строке в таблице выдачи программы, отсортированной по убыванию веса. (На графиках пороговое значение отмечено красной точкой, он расположен на 'ступеньке' распределения весов и на 'ступеньке' ROC-кривой, что подтверждает правильность выбора порога) Также была построена таблица предсказаний против "истины":

Jupyter-notebook с вычислениями и графиками