Выравнивания последовательностей

Глобальное парное выравнивание гомологичных белков

Для исследования были выбраны белки со следующими мнемониками: 6PGD, 6PGL, ACCA. Выравнивание проводилось с помощью программы needle (опция -auto, параметры по умолчанию). Результаты выравнивания представлены в таблице 1.

Таблица 1.Глобальное парное выравнивание для гомологичных белков

Protein Name	ID 1	ID 2	Score	% Identity	% Similarity	Gaps	Indels
6-phosphogluconate dehydrogenase, decarboxylating	6PGD_ECOLI	6PGD_BACSU	1718.0	70.0%	83.4%	3	3
6-phosphogluconolactonase	6PGL_ECOLI	6PGL_BACSU	304.5	25.3%	42.0%	62	12
Acetyl-coenzyme A carboxylase carboxyl transferase subunit alpha	ACCA_ECOLI	ACCA_BACSU	814.5	51.1%	66.0%	14	4

Разночтения в названиях белков: 6PGD_BACSU: 6-phosphogluconate dehydrogenase, NADP(+)-dependent, decarboxylating.

Локальное парное выравнивание гомологичных белков

Для локального выравнивания применялась программа water (опция -auto, параметры по умолчанию). Результаты выравнивания представлены в таблице 2.

Таблица 2.Локальное парное выравнивание для гомологичных белков

Protein Name	ID 1	ID 2	Score	% Identity	% Similarity	Gaps	Indels	Coverage 1	Coverage 2
6-phosphogluconate dehydrogenase, decarboxylating	6PGD_ECOLI	6PGD_BACSU	1719.0	70.1%	83.6%	3	3	99.8%	99.8%
6-phosphogluconolactonase	6PGL_ECOLI	6PGL_BACSU	317.0	30.6%	48.7%	16	6	76.1%	75.1%
Acetyl-coenzyme A carboxylase carboxyl transferase subunit alpha	ACCA_ECOLI	ACCA_BACSU	823.5	53.8%	69.6%	3	2	97.8%	95.1%

Применение программ выравнивания к неродственным белкам

Для выполнения этого задания были выбраны белки с разной мнемоникой:TOLA_ECOLI, SFP_BACSU. Результаты выравнивания представлены в таблице 3.

Таблица 3.Глобальное и локальное парное выравнивания для негомологичных белков

Program Name	ID 1	ID 2	Score	% Identity	% Similarity	Gaps	Indels	Coverage 1	Coverage 2
needle	TOLA_ECOLI	SFP_BACSU	20.0	0.5%	1.3%	613	2	-	-
water	TOLA_ECOLI	SFP_BACSU	33.0	26.0%	38.4%	4	2	16.4%	32.6%

Результаты выравниваний показывают, что эти белки действительно не гомологичны.

Множественное выравнивание белков

Из первого задания была выбрана мнемоника 6PGD (6-phosphogluconate dehydrogenase, decarboxylating), для которой был запущен сеанс поиска в UniProt (в разделе Swiss-Prot). Было найдено 55 белков. Среди них, помимо белков E. coli и B. subtilis, были выбраны: 6PGD_HUMAN, 6PGD_RAT, 6PGD_SHEEP, 6PGD_YEAST, 6PGD_HALVD.

Проект в Jalview

Комментарии к выравниванию.

Структуры исследуемых белков довольно схожи, однако белок 6PGD_HALVD( его AC в проекте - D4GST8) значительно короче, чем остальные - его длина после выравнивания 321, тогда как остальные имеют длину более 450. Имеются длинные гомологичные участки, такие как 9-15, 96-103, 177-198 и другие. Есть участки, которые полностью совпадают у всех белков (консервативные участки): 14-15, 77-78, 100-104, 129-131, 183-189 и другие.

В колонках под номерами 74, 93, 95 и 182, которые находятся внутри гомологичных участков, происходит разделение среди белков на две группы, в которых на этих позициях стоят одинаковые аминокислоты. Эти группы не совпадают у разных колонок из этой четвёрки.

Выравнивание показывает возможную гомологию белков, при этом белок 6PGD_HALVD имеет наименьшее сходство с остальными.