Занятие 3. Программы пакета BLAST для работы с нуклеотидными последовательностями

      1.Создание индексных файлов для программ пакета BLAST

      Заданный геном: pm_genome.fasta — полный геном бактерии Pasteurella multocida.


      Команда для получения индексных файлов «formatdb –i pm_genome.fasta –p F –n pm»

      2.Поиск в геноме участков, кодирующих белки, похожие на заданный

      Команда для получения фйла RPOA «blastall –p tblastn –d pm –i rpoa_ecoli.fasta –o RPOA –e 0.001»
      Поиск гомологов RPOA_ECOLI Геном Pasteurella multocida
      Число находок с Е-value<0,001 1
      Характеристика лучшей находки: AE006177 Pasteurella multocida subsp. multocida str. Pm70 section 144 of 204 of the complete genome. Length = 14087 Score = 607 bits (1564), Expect = e-175 Identities = 303/329 (92%), Positives = 322/329 (97%) Frame = -1
         E-value находки e-175
        AC соответствующей записи EMBL AE006177
        координаты выравнивания в записи EMBL 1580...594
        Координаты CDS в записи EMBL complement(591..1580)
        AC UniProt в записи EMBL P57941
      Белок из генома Pasteurella multocida является достаточно близким гомологом белка RPOA_ECOLI, т.к. совпадение составляет 92% и e-value e-175. 
      
AE006177 Pasteurella multocida subsp. multocida str.
            Pm70 section 144 of 204 of the complete genome.
          Length = 14087

 Score =  607 bits (1564), Expect = e-175
 Identities = 303/329 (92%), Positives = 322/329 (97%)
 Frame = -1

Query: 1    MQGSVTEFLKPRLVDIEQVSSTHAKVTLEPLERGFGHTLGNALRRILLSSMPGCAVTEVE 60
            MQGSVTEFLKPRLVDIEQ+SSTHAKV LEPLERGFGHTLGNALRRILLSSMPGCAVTEVE
Sbjct: 1580 MQGSVTEFLKPRLVDIEQISSTHAKVILEPLERGFGHTLGNALRRILLSSMPGCAVTEVE 1401

Query: 61   IDGVLHEYSTKEGVQEDILEILLNLKGLAVRVQGKDEVILTLNKSGIGPVTAADITHDGD 120
            IDGVLHEYS+KEGVQEDILE+LLNLKGLAV+VQ KD+V LTLNKSGIGPV AADITHDGD
Sbjct: 1400 IDGVLHEYSSKEGVQEDILEVLLNLKGLAVKVQNKDDVFLTLNKSGIGPVVAADITHDGD 1221

Query: 121  VEIVKPQHVICHLTDENASISMRIKVQRGRGYVPASTRIHSEEDERPIGRLLVDACYSPV 180
            VEIV P+HVICHLTDE+ASI+MRI+VQRGRGYVPAS R+H++++ERPIGRLLVDACYSPV
Sbjct: 1220 VEIVNPEHVICHLTDESASINMRIRVQRGRGYVPASARVHAQDEERPIGRLLVDACYSPV 1041

Query: 181  ERIAYNVEAARVEQRTDLDKLVIEMETNGTIDPEEAIRRAATILAEQLEAFVDLRDVRQP 240
            +RIAYNVEAARVEQRTDLDKLVIE+ETNGTIDPEEAIRRAATILAEQL+AFVDLRDVRQP
Sbjct: 1040 DRIAYNVEAARVEQRTDLDKLVIELETNGTIDPEEAIRRAATILAEQLDAFVDLRDVRQP 861

Query: 241  EVKEEKPEFDPILLRPVDDLELTVRSANCLKAEAIHYIGDLVQRTEVELLKTPNLGKKSL 300
            EVKEEKPEFDPILLRPVDDLELTVRSANCLKAE IHYIGDLVQRTEVELLKTPNLGKKSL
Sbjct: 860  EVKEEKPEFDPILLRPVDDLELTVRSANCLKAETIHYIGDLVQRTEVELLKTPNLGKKSL 681

Query: 301  TEIKDVLASRGLSLGMRLENWPPASIADE 329
            TEIKDVLASRGLSLGMRLENWPPASIA++
Sbjct: 680  TEIKDVLASRGLSLGMRLENWPPASIAED 594

      Аннотация Pasteurella multocida

      ID   AE006177; SV 1; linear; genomic DNA; STD; PRO; 14087 BP.
XX
AC   AE006177; AE004439;
XX
DT   10-FEB-2001 (Rel. 66, Created)
DT   14-APR-2005 (Rel. 83, Last updated, Version 5)
XX
DE   Pasteurella multocida subsp. multocida str. Pm70 section 144 of 204 of the
DE   complete genome.
XX
KW   .
FH   Key             Location/Qualifiers
FH
FT   source          1..14087
FT                   /organism="Pasteurella multocida subsp. multocida str.
FT                   Pm70"
FT                   /sub_species="multocida"
FT                   /strain="PM70"
FT                   /mol_type="genomic DNA"
FT                   /db_xref="taxon:272843"
FT   gene            complement(591..1580)
FT                   /gene="rpoA"
FT                   /note="synonym: PM1390"
FT   CDS             complement(591..1580)
FT                   /codon_start=1
FT                   /transl_table=11
FT                   /gene="rpoA"
FT                   /product="RpoA"
FT                   /db_xref="GOA:P57941"
FT                   /db_xref="InterPro:IPR011260"
FT                   /db_xref="InterPro:IPR011261"
FT                   /db_xref="InterPro:IPR011262"
FT                   /db_xref="InterPro:IPR011263"
FT                   /db_xref="InterPro:IPR011773"
FT                   /db_xref="UniProtKB/Swiss-Prot:P57941"
FT                   /protein_id="AAK03474.1"
FT                   /translation="MQGSVTEFLKPRLVDIEQISSTHAKVILEPLERGFGHTLGNALRR
FT                   ILLSSMPGCAVTEVEIDGVLHEYSSKEGVQEDILEVLLNLKGLAVKVQNKDDVFLTLNK
FT                   SGIGPVVAADITHDGDVEIVNPEHVICHLTDESASINMRIRVQRGRGYVPASARVHAQD
FT                   EERPIGRLLVDACYSPVDRIAYNVEAARVEQRTDLDKLVIELETNGTIDPEEAIRRAAT
FT                   ILAEQLDAFVDLRDVRQPEVKEEKPEFDPILLRPVDDLELTVRSANCLKAETIHYIGDL
FT                   VQRTEVELLKTPNLGKKSLTEIKDVLASRGLSLGMRLENWPPASIAED"

      3.Поиск сразу в нескольких геномах.

      blastall -p tblastn -e 10 -d all -i rpoa_ecoli.fasta -o RPOA2
      Поиск гомологов RpoA_ECOLI Геном Pasteurella multocida Геном Salmonella typhimurium Геном Xanthomonas campestris
      Число находок с Е-value<0,001 1 1 1
      Характеристика лучшей находки:      
         E-value находки e-174 0.0 e-117
        AC соответствующей записи EMBL AE006177 AE008857 AE012190
        координаты выравнивания в записи EMBL 1580...594 14132...13146 1652...2629
        Координаты CDS в записи EMBL complement(591..1580) complement(13143..14132) 1652..2650
        AC UniProt в записи EMBL P57941 P0A7Z7 P0A0Y1

      В результате поиска лучшей находкой можно назвать белок гомологичный исходному RPOA в геноме Salmonella typhimurium, т.к. E-value находки равно 0.0, а Identities = 100%. Изменение E-value у гомологов из Pasteurella multocida связано с тем, что увеличилось количество последовательностей в базе данных в которой происходил поиск. 

      Результаты поиска:

>AE008857 AE006468 |AE008857| Salmonella typhimurium LT2, section 161 of
             220 of the complete genome.
          Length = 21370

 Score =  642 bits (1655), Expect = 0.0
 Identities = 329/329 (100%), Positives = 329/329 (100%)
 Frame = -3

Query: 1     MQGSVTEFLKPRLVDIEQVSSTHAKVTLEPLERGFGHTLGNALRRILLSSMPGCAVTEVE 60
             MQGSVTEFLKPRLVDIEQVSSTHAKVTLEPLERGFGHTLGNALRRILLSSMPGCAVTEVE
Sbjct: 14132 MQGSVTEFLKPRLVDIEQVSSTHAKVTLEPLERGFGHTLGNALRRILLSSMPGCAVTEVE 13953

Query: 61    IDGVLHEYSTKEGVQEDILEILLNLKGLAVRVQGKDEVILTLNKSGIGPVTAADITHDGD 120
             IDGVLHEYSTKEGVQEDILEILLNLKGLAVRVQGKDEVILTLNKSGIGPVTAADITHDGD
Sbjct: 13952 IDGVLHEYSTKEGVQEDILEILLNLKGLAVRVQGKDEVILTLNKSGIGPVTAADITHDGD 13773

Query: 121   VEIVKPQHVICHLTDENASISMRIKVQRGRGYVPASTRIHSEEDERPIGRLLVDACYSPV 180
             VEIVKPQHVICHLTDENASISMRIKVQRGRGYVPASTRIHSEEDERPIGRLLVDACYSPV
Sbjct: 13772 VEIVKPQHVICHLTDENASISMRIKVQRGRGYVPASTRIHSEEDERPIGRLLVDACYSPV 13593

Query: 181   ERIAYNVEAARVEQRTDLDKLVIEMETNGTIDPEEAIRRAATILAEQLEAFVDLRDVRQP 240
             ERIAYNVEAARVEQRTDLDKLVIEMETNGTIDPEEAIRRAATILAEQLEAFVDLRDVRQP
Sbjct: 13592 ERIAYNVEAARVEQRTDLDKLVIEMETNGTIDPEEAIRRAATILAEQLEAFVDLRDVRQP 13413

Query: 241   EVKEEKPEFDPILLRPVDDLELTVRSANCLKAEAIHYIGDLVQRTEVELLKTPNLGKKSL 300
             EVKEEKPEFDPILLRPVDDLELTVRSANCLKAEAIHYIGDLVQRTEVELLKTPNLGKKSL
Sbjct: 13412 EVKEEKPEFDPILLRPVDDLELTVRSANCLKAEAIHYIGDLVQRTEVELLKTPNLGKKSL 13233

Query: 301   TEIKDVLASRGLSLGMRLENWPPASIADE 329
             TEIKDVLASRGLSLGMRLENWPPASIADE
Sbjct: 13232 TEIKDVLASRGLSLGMRLENWPPASIADE 13146


>embl|AE006177|AE006177 Pasteurella multocida subsp. multocida str.
            Pm70 section 144 of 204 of the complete genome.
          Length = 14087

 Score =  607 bits (1564), Expect = e-174
 Identities = 303/329 (92%), Positives = 322/329 (97%)
 Frame = -1

Query: 1    MQGSVTEFLKPRLVDIEQVSSTHAKVTLEPLERGFGHTLGNALRRILLSSMPGCAVTEVE 60
            MQGSVTEFLKPRLVDIEQ+SSTHAKV LEPLERGFGHTLGNALRRILLSSMPGCAVTEVE
Sbjct: 1580 MQGSVTEFLKPRLVDIEQISSTHAKVILEPLERGFGHTLGNALRRILLSSMPGCAVTEVE 1401

Query: 61   IDGVLHEYSTKEGVQEDILEILLNLKGLAVRVQGKDEVILTLNKSGIGPVTAADITHDGD 120
            IDGVLHEYS+KEGVQEDILE+LLNLKGLAV+VQ KD+V LTLNKSGIGPV AADITHDGD
Sbjct: 1400 IDGVLHEYSSKEGVQEDILEVLLNLKGLAVKVQNKDDVFLTLNKSGIGPVVAADITHDGD 1221

Query: 121  VEIVKPQHVICHLTDENASISMRIKVQRGRGYVPASTRIHSEEDERPIGRLLVDACYSPV 180
            VEIV P+HVICHLTDE+ASI+MRI+VQRGRGYVPAS R+H++++ERPIGRLLVDACYSPV
Sbjct: 1220 VEIVNPEHVICHLTDESASINMRIRVQRGRGYVPASARVHAQDEERPIGRLLVDACYSPV 1041

Query: 181  ERIAYNVEAARVEQRTDLDKLVIEMETNGTIDPEEAIRRAATILAEQLEAFVDLRDVRQP 240
            +RIAYNVEAARVEQRTDLDKLVIE+ETNGTIDPEEAIRRAATILAEQL+AFVDLRDVRQP
Sbjct: 1040 DRIAYNVEAARVEQRTDLDKLVIELETNGTIDPEEAIRRAATILAEQLDAFVDLRDVRQP 861

Query: 241  EVKEEKPEFDPILLRPVDDLELTVRSANCLKAEAIHYIGDLVQRTEVELLKTPNLGKKSL 300
            EVKEEKPEFDPILLRPVDDLELTVRSANCLKAE IHYIGDLVQRTEVELLKTPNLGKKSL
Sbjct: 860  EVKEEKPEFDPILLRPVDDLELTVRSANCLKAETIHYIGDLVQRTEVELLKTPNLGKKSL 681

Query: 301  TEIKDVLASRGLSLGMRLENWPPASIADE 329
            TEIKDVLASRGLSLGMRLENWPPASIA++
Sbjct: 680  TEIKDVLASRGLSLGMRLENWPPASIAED 594


>AE012190 AE008922 |AE012190| Xanthomonas campestris pv. campestris
            str. ATCC 33913,  section 98 of 460 of the complete
            genome.
          Length = 11410

 Score =  417 bits (1072), Expect = e-117
 Identities = 209/327 (63%), Positives = 261/327 (79%)
 Frame = +2

Query: 1    MQGSVTEFLKPRLVDIEQVSSTHAKVTLEPLERGFGHTLGNALRRILLSSMPGCAVTEVE 60
            M  +  + L+PR   IE+++   AKV +EPLERG+GHTLGNALRR+LLSS+PG A+TEVE
Sbjct: 1652 MTVTANQVLRPRGPQIERLTDNRAKVVIEPLERGYGHTLGNALRRVLLSSIPGFAITEVE 1831

Query: 61   IDGVLHEYSTKEGVQEDILEILLNLKGLAVRVQGKDEVILTLNKSGIGPVTAADITHDGD 120
            IDGVLHEY+T EG+QED+L++LLNLK +A+R+   D   L+L+K G G VTAADI  D +
Sbjct: 1832 IDGVLHEYTTVEGLQEDVLDVLLNLKDVAIRMHSGDSATLSLSKQGPGTVTAADIRTDHN 2011

Query: 121  VEIVKPQHVICHLTDENASISMRIKVQRGRGYVPASTRIHSEEDERPIGRLLVDACYSPV 180
            VEI+   HVICHLT + A ++MR+K++RG GY PA+ R   +E+ R IGRL++DA +SPV
Sbjct: 2012 VEIINGDHVICHLTKDTA-LNMRLKIERGFGYQPAAARRRPDEETRTIGRLMLDASFSPV 2188

Query: 181  ERIAYNVEAARVEQRTDLDKLVIEMETNGTIDPEEAIRRAATILAEQLEAFVDLRDVRQP 240
             R+AY VEAARVEQRTDLDKLVI++ETNGTID EEA+R AA IL++QL  F D     + 
Sbjct: 2189 RRVAYAVEAARVEQRTDLDKLVIDIETNGTIDAEEAVRTAADILSDQLSVFGDFTHRDRG 2368

Query: 241  EVKEEKPEFDPILLRPVDDLELTVRSANCLKAEAIHYIGDLVQRTEVELLKTPNLGKKSL 300
              K      DP+LLRP+DDLELTVRSANCLKAE+I+YIGDL+Q+TEVELLKTPNLGKKSL
Sbjct: 2369 AAKPAASGVDPVLLRPIDDLELTVRSANCLKAESIYYIGDLIQKTEVELLKTPNLGKKSL 2548

Query: 301  TEIKDVLASRGLSLGMRLENWPPASIA 327
            TEIK+VLA RGL+LGM+LENWPPA +A
Sbjct: 2549 TEIKEVLAQRGLALGMKLENWPPAGVA 2629

      4.Поиск гомологов с помощью программы BLASTN

      Команда для получения файла allx «blastall –p blastn –d all –i rpoa_gene.fasta –o allx –e 0.001»
      Лучшая находка - AE008857 из Salmonella typhimurium LT2. E-value - 0.0 осталась прежней, а совпадения состовляют 97% уменьшилось (из-за изменения базы данных поиска и принципа работы программы).
      Выравнивание 
      >AE008857 AE006468 |AE008857| Salmonella typhimurium LT2, section 161 of
             220 of the complete genome.
          Length = 21370

 Score = 1772 bits (894), Expect = 0.0
 Identities = 966/990 (97%)
 Strand = Plus / Minus

                                                                         
Query: 1     atgcagggttctgtgacagagtttctaaaaccgcgcctggttgatatcgagcaagtgagt 60
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| ||||||||||||||||||
Sbjct: 14132 atgcagggttctgtgacagagtttctaaaaccgcgcctggtagatatcgagcaagtgagt 14073

                                                                         
Query: 61    tcgacgcacgccaaggtgacccttgagcctttagagcgtggctttggccatactctgggt 120
             |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| |||||||||||||||
Sbjct: 14072 tcgacgcacgccaaggtgacccttgagcctttagagcgtggcttcggccatactctgggt 14013

                                                                         
Query: 121   aacgcactgcgccgtattctgctctcatcgatgccgggttgcgcggtgaccgaggttgag 180
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct: 14012 aacgcactgcgccgtattctgctctcatcgatgccgggttgcgcggtgaccgaggttgag 13953

                                                                         
Query: 181   attgatggtgtactacatgagtacagcaccaaagaaggcgttcaggaagatatcctggaa 240
             |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| |||||||||
Sbjct: 13952 attgatggtgtactacatgagtacagcaccaaagaaggcgttcaggaagacatcctggaa 13893

                                                                         
Query: 241   atcctgctcaacctgaaagggctggcggtgagagttcagggcaaagatgaagttattctt 300
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| ||||||||||||||||||
Sbjct: 13892 atcctgctcaacctgaaagggctggcggtgagagttcagggtaaagatgaagttattctt 13833

                                                                         
Query: 301   accttgaataaatctggcattggccctgtgactgcagccgatatcacccacgacggtgat 360
             |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| || || |||
Sbjct: 13832 accttgaataaatctggcattggccctgtgactgcagccgatatcacccatgatggggat 13773

                                                                         
Query: 361   gtcgaaatcgtcaagccgcagcacgtgatctgccacctgaccgatgagaacgcgtctatt 420
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| ||||||||||||
Sbjct: 13772 gtcgaaatcgtcaagccgcagcacgtgatctgccacctgaccgatgaaaacgcgtctatt 13713

                                                                         
Query: 421   agcatgcgtatcaaagttcagcgcggtcgtggttatgtgccggcttctacccgaattcat 480
             || |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct: 13712 agtatgcgtatcaaagttcagcgcggtcgtggttatgtgccggcttctacccgaattcat 13653

                                                                         
Query: 481   tcggaagaagatgagcgcccaatcggccgtctgctggtcgacgcatgctacagccctgtg 540
             |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| |||||||||||||| 
Sbjct: 13652 tcggaagaagatgagcgcccaatcggccgtctgctggtcgacgcctgctacagccctgta 13593

                                                                         
Query: 541   gagcgtattgcctacaatgttgaagcagcgcgtgtagaacagcgtaccgacctggacaag 600
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct: 13592 gagcgtattgcctacaatgttgaagcagcgcgtgtagaacagcgtaccgacctggacaag 13533

                                                                         
Query: 601   ctggtcatcgaaatggaaaccaacggcacaatcgatcctgaagaggcgattcgtcgtgcg 660
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct: 13532 ctggtcatcgaaatggaaaccaacggcacaatcgatcctgaagaggcgattcgtcgtgcg 13473

                                                                         
Query: 661   gcaaccattctggctgaacaactggaagctttcgttgacttacgtgatgtacgtcagcct 720
             |||||||| ||||||||||||||||||||||||||||| ||||||||||||||||| || 
Sbjct: 13472 gcaaccatcctggctgaacaactggaagctttcgttgatttacgtgatgtacgtcaaccg 13413

                                                                         
Query: 721   gaagtgaaagaagagaaaccagagttcgatccgatcctgctgcgccctgttgacgatctg 780
             ||||||||||||||||||||||| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct: 13412 gaagtgaaagaagagaaaccagaattcgatccgatcctgctgcgccctgttgacgatctg 13353

                                                                         
Query: 781   gaattgactgtccgctctgctaactgccttaaagcagaagctatccactatatcggtgat 840
             ||||||||||||||||||||||||||||| || |||||||||||||||||||||||||||
Sbjct: 13352 gaattgactgtccgctctgctaactgcctcaaggcagaagctatccactatatcggtgat 13293

                                                                         
Query: 841   ctggtacagcgtaccgaggttgagctccttaaaacgcctaaccttggtaaaaaatctctt 900
             |||||||||||||||||||||||||| ||||| ||||||||| | |||||||||||||||
Sbjct: 13292 ctggtacagcgtaccgaggttgagcttcttaagacgcctaacttgggtaaaaaatctctt 13233

                                                                         
Query: 901   actgagattaaagacgtgctggcttcccgtggactgtctctgggcatgcgcctggaaaac 960
             || ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| |||||||||||||||
Sbjct: 13232 accgagattaaagacgtgctggcttcccgtggactgtctctgggtatgcgcctggaaaac 13173

                                           
Query: 961   tggccaccggcaagcatcgctgacgagtaa 990
             ||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct: 13172 tggccaccggcaagcatcgctgacgagtaa 13143



Blastn


	
      Выводы
      


      Лучшая находка из генома Salmonella typhimurium.
В результате произведенных поисков гомологов из генома Pasteurella multocida можно сделать вывод,
что белок из этого генома не является близким гомологом белка RPOA_ECOLI (т.к. процент совпадений
недостаточно высокий и низкое значение e-value).
Таким образом если нужно найти достаточно близкий гомолог нужно использовать программу Blastn, 
которая строит нуклеотидные выравнивания. Программа Tblastn строит аминокислотные выравнивания, 
которая ищеет более отдаленных гомологов.
  
      










На главную 
страницу 


      

      


      
©Фомичева Анастасия,2006