Практикум 9. Выравнивания

Глобальное парное выравнивание гомологичных белков

Из всех найденных совпадающих по мнемонике идентификаторов выбрала следующие: CLPX, PTW3C, KCY.

Таблица 1. Характеристика глобального парного выравнивания указанных белков (с использованием команды needle из пакета Emboss)

Рекомендуемое название	ID1	ID2	Score	% Identity	% Similarity	Gaps	Indels
ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX	CLPX_ECOLI	CLPX_BACSU	1319.5	61.5	77.9	14	9
Putative PTS system glucosamine-specific EIICBA* component	PTW3C_ECOLI	PTW3C_BACSU	1263.5	41.1	58.2	65	17
Cytidylate kinase	KCY_ECOLI	KCY_BACSU	451.5	42.6	60.0	9	3

*Для E.Coli рекомендуемое название PTS system N-acetylglucosamine-specific EIICBA component.

Локальное парное выравнивание гомологичных белков

Таблица 2. Характеристика локального парного выравнивания указанных белков (с использованием команды water из пакета Emboss)

Рекомендуемое название	ID1	ID2	Score	% Identity	% Similarity	Gaps	Indels	Coverage 1	Coverage 2
ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX	CLPX_ECOLI	CLPX_BACSU	1328.5	63.6	80.2	11	6	96.0 %	96.2 %
Putative PTS system glucosamine-specific EIICBA component	PTW3C_ECOLI	PTW3C_BACSU	1268.0	42.9	60.7	38	12	95. 1 %	97.0 %
Cytidylate kinase	KCY_ECOLI	KCY_BACSU	463.0	44.9	63.0	0	0	94.7 %	96.0 %

Далее выбрала идентификаторы белков с разной мнемоникой, а именно: ARAA и CARA, и выполнила их глобальное и локальное выравнивание.

Таблица 3. Характеристика глобального парного выравнивания негомологичных белков

Вид выравнивания	ID1	ID2	Score	% Identity	% Similarity	Gaps	Indels	Coverage 1	Coverage 2
Глобальное	ARAA_ECOLI	SARA_BACSU	31.5	12.9	23.4	342	32	--	--
Локальное	ARAA_ECOLI	SARA_BACSU	48.0	19.9	34.8	114	18	41.4 %	62.9 %

Исходя из результатов выравнивания можно сказать, что белки явно негомологичные и не имеют отдельных гомологичных участков.

Множественное выравнивание белков и импорт в Jalview

Для данного задания выбрала мнемонику KCY, рассматриваемую в прошлом задании.

1. Полное имя белка у E. Coli: Cytidylate kinase. Было найдено 546 белков, из них выбраны 5 помимо белков сенной и кишечной палочек с мнемониками KCY_PIG, KCY_METJA, KCY_HALSA, KCY_YEAST, KCY_MOUSE.
2. Выравнивание получено с использованием сервиса align в Uniprot.
3. Скачать проект Jalview с множественным выравниваем
4. Из всего выравнивания могу выделить два белка с идентификаторами P38493 и P0A6I0 (принадлежат бактериям из первого задания), чьи аминокислотные последовательности не выровнялись в одинаковых участках относительно всех других белков. Это участки: 67-88, 193-208, 223-238. Также можно отметить, что сходным образом выровнены последовательности KCY_METJAб, KCY_HALSA и KCY_PIG, KCY_YEAST, KCY_MOUSE за исключением участков в конце и начале соответственно. Я предполагаю, это можно объяснить более близким родством сравниваемых организмов. И действительно, относительно друг друга в множественном выравнивании лучше выровнены белки эукариот (мышь, свинья, дрожжи), архей (Methanocaldococcus jannaschii и Halobacterium salinarum), бактерий (E. Coli и Bacillus subtilis). Особенно отдельно находятся белки прокариот, что может говорить о большей эволюционной близости указанных архей и прокариот (а может и не говорить...).
5. Тем не менее, можно считать, что все белки гомологичны. Можно перечислить несколько высоконсервативных аминокислотных остатков: G23, G28, T31, G48, R52, R(K)131, R178, V249 . Опять же предполагаю, что консервативные остатки положительно заряженных аминокислот связаны со связыванием субстрата, так как белок -- киназа и, следовательно, у его субстрата есть фосфатные группы, с которыми положительно заряженные радикалы аминокислот могут взаимодействовать.