PSI-BLAST

На главную страницу второго семестра

Поиск гомологов белка LGB1_LUPLU (P02239) в БД SwissProt

Параметры программы:

-учет особенностей аминокислотного состава (Compositional adjustments) - No adjustment (значение по умолчанию

-фильтрование областей низкой сложности - фильтр Low complexity (значение по умолчанию);

-максимальное значение E-value -10 (значение по умолчанию)

Максимальное количество находок (Number of Descriptions) - 1000

Итерационный поиск гомологов LGB1_LUPLU (P02239) в БД SwissProt с помощью программы PSI-BLAST

Параметры программы:

-учет особенностей аминокислотного состава (Compositional adjustments) - No adjustment

-фильтрование областей низкой сложности - фильтр Low complexity

-максимальное значение E-value -10

Максимальное количество находок (Number of Descriptions) - 1000

Какие выводы мы можем сделать из этих результатов? Первая итерация PSI-BLAST представляет собой то же самое, что и обычный BLAST. В дальнейшем при составлении матрицы PSSM на основе все более разнообразных последовательностей в каждой итерации отфильтровывались случайные и неконсервативные участки с одной стороны, и, с другой стороны, выявлялись характерные особенности семейства. С этим и связано то, что изначально лучшие находки не всегда сохранялись в последующх итерациях (так мы получили последовательность с e-value 5,8 в качестве ближайшей находки). Их выбор мог быть вызван случайными причинами при недостаточной селективности PSSM. Поэтому с каждой следующей итерацией находок становилось больше, при этом они становились осмысленнее. Любопытное наблюдение - с увеличением номера итерации увеличивался скачок в e-value между последовательностями, прошедшими и не прошедшими под порог 0,005. Это значит, что большинство белков, степень сходства которых может быть выявлена методом PSI-BLAST, уже найдено, и в дальнейшем будет происходит уточнение особенностей этой группы (а именно, обширного семейства глобинов). На пятой итерации матрица PSSM становится селективной именно к глобинам и перестает находить новые белки - возможности метода исчерпаны, более низкая степень родства уже не выявится.

Еще одно наблюдение. С увеличением номера итерации увеличивается e-value бактериальных находок, но уменьшается - человеческих. Видимо, это связано с тем, что PSSM становится более чувствительной к животным белкам, т. к. в ее создании задействуется огромное количество последовательностей разнообразных гемоглобинов. В первых итерациях они еще не появляются (их родство с растительным белком LGB1_LUPLU не очень близко). И благодаря этому бактериальные находки все же есть. Но когда гемоглобины появляются, они появляются сразу в большом количестве благодаря своему высокому сходству между собой.

Как видим, PSI-BLAST удобно использовать для поиска далеких родственнков известной последовательности или для изучения представителей семейства белков в разных эволюционно далеких друг от друга таксонах. Можно обнаружить изначальное родство белков, для которых мы его изначально не предполагали.

Еще одно наблюдение. В человеческих белках, оказавшихся лучшими находками на последних итерациях (HBE_HUMAN и HBG2_HUMAN) в связывании металла участвуют 2 остатка гистидина (63 и 92). Еще лучшей находкой седичеловеческих белков был белок NGB_HUMAN, в его молекуле металл связывают остатки гистидина пд номерами 64 и 96, что практически то же самое. Конечно, не выравнивая достаточно большой участок последовательности мы не можем судить только по этому признаку, ведь совпадение могло быть вызвано чисто случай ными причинами, однако сам факт того, что сайт связывания металла (по данным Swissprot) находится в одном и том же месте, наводит на размышления. Достаточно близок тот же признак белка LGB1_LUPLU (63 и 97). Зато в молекуле белка CRNL1_HUMAN вообще нет сайта связывания металла. В молекуле лучшей бактериальной находки металл связывает только 1 остаток гистидина под номером 85. То есть сайт тоже есть, но устроен по-другому.