Практикум 9. Выравнивание последовательностей

Глобальное парное выравнивание гомологичных белков

Protein Name	ID 1	ID 2	Score	% Identity	% Similarity	Gaps	Indels
Lipoyl synthase	LIPA_ ECOLI	LIPA_ BACSU	747.0	46.5%	59.0%	10.7%	5
D-3-phospho glycerate dehydro genas	SERA_ ECOLI	SERA_ BACSU	461.0	21.9%	39.1%	29.4%	10
Ribulo kinase	ARAB_ ECOLI	ARAB_ BACSU	769.0	30.6%	48.7%	9.5%	14

Локальное парное выравнивание гомологичных белков

Protein Name	ID 1	ID 2	Score	% Identity	% Similarity	Gaps	Indels	Cover 1	Cover 2
Lipoyl synthase	LIPA_ ECOLI	LIPA_ BACSU	748.0	52.8%	67.1%	3	3	88.47%	94.97%
D-3-phospho glycerate dehydro genas	SERA_ ECOLI	SERA_ BACSU	465.5	23.2%	40.6%	153	8	88.70%	94.67%
Ribulo kinase	ARAB_ ECOLI	ARAB_ BACSU	776.0	31.9%	50.2%	44	12	97.17%	95.36%

Результат применения программ выравнивания к неродственным белкам

Для того чтобы провести выравнивание заведомо неродственного белка я решил выбрать последовательности, которые не встречаются одновременно в протеоме E. Coli и Bacillus subtilis. (Команда: cut -f 1 -d '_' ECOLI.txt BACSU.txt | sort | uniq -u > not_common_mnems.txt) Я сделал выравнивание белков SSUE_ecoli (FMN reductase) и RESC_bacsu (Cytochrome c biogenesis protein). Вес неравенства получился очень низким (11.0 глобальное, 34.5 локальное). Длина выровненной части последовательности очень мала по сравнению с длиной самой последовательности. Площадь покрытия для SSUE_ECOLI составляет всего 39,79%, а для RESC_bacsu 19,95%. Процент идентичности по water составляет 23.3%, что позволяет предположить, что последовательности всё-таки гомологичны, хотя и имеют достаточно сильные различия в структуре.

Protein Name	ID 1	ID 2	Score	% Identity	% Similarity	Gaps	Indels	Coverage 1	Coverage 2
Different	SSUE_ ecoli	RESC_ bacsu	11.0	0.7%	1.0%	562	3
Different	SSUE_ ecoli	RESC_ bacsu	34.5	23.3%	40.7%	16	5	39.79%	19.95%

Множественное выравнивание белков и импорт в Jalview

Я решил использовать мнемонику LIPA (Lipoyl synthase). Всего организмов с такой мнемоникой нашлось 580 (infoseq 'sw:LIPA_*' -only -name -nohead -out LIPA.txt; wc -l LIPA.txt). Для выравнивания были выбраны белки LIPA_SODAL, LIPA_ALKEH, LIPA_SACS2, LIPA_AROAE, LIPA_RHIWR. Выравнивание делалось с помощью UniProt. Анализируя результаты выравнивания, я могу предположить, что белки гомологичны, но их схожесть не очень велика. Особенно сильно отличается от других белок LIPA_SODAL. У выравнивания отсутствует чётко выраженная структура. Выражено консервативные участки лежат в пределах 102-118, 122-147, 186-203, 245-254, 265-299, 307-356, 365-374, 404-415, 466-477. Из них наиболее консервативны 105-117, 187-199, 318-321. Наименее консервативные диапазоны 0-39, 51-66, 81-95, 204-231, 375-403, 416-455. Главным образом, несовпадения на этих участках происходят из-за первого белка LIPA_SODAL, который отличится избыточным количеством аминокислот по сравнению со своими аналогами, что создаёт большие по размеру индели. Прочие белки обладают значительно большей схожестью друг с другом и их можно назвать гомологичными.

Ссылка на выравнивание

Источники информации:

UNIPROT