Практикум 13. Доказательство гомологии

Для выполнения практикума был произведен поиск BLAST гомологов белка MutL из E.coli K12 (один из ключевых белков системы репарации в различных организмах) со стандартными параметрами. Было получено 20000 результатов, из которых было взято 7 (по одной на каждые 10 процентов идентичности от 100 до 30). Было составлено множественное выравнивание (скачать проект.), из которого была удалена одна повторяющаяся запись (remove redundancy, 95), удалены все колонки с гэпами. В полученном выравнивании были выделены три блока с высокой плотностью совпадающих участков, изображения которых представлены на рисунках 1, 2 и 3.

В первом блоке содержится 109 остатков. Как можно заметить, особенно схожи первые четыре белка. На рисунках представлена окраска Cluster, выделяющая как абсолютную идентичность остатков, так и схожесть по свойствам. Единичные выпадения, колонки с 5, 25 и 65 остатками в первом выравнивании могут быть результатом случайных замен, что не исключает возможной гомологии между данными белками.

Во втором блоке, протяженностью 63 аминокислоты, мы видим схожую ситуацию с "выпадениями" в 170 и 189 остатках и большой степенью схожести в остальной части блока. Стоит отметить, что последняя последовательность, несмотря на большую степень схожести, имеет больше всего несовпадений с другими белками.

Третий блок состоит из 53 остатков и демонстрирует все ту же высокую плотность схожих аминокислот. Колонки 280, 282, 284 и 285 содержат различающиеся остатки.

Стоит сказать, что все вышеуказанные блоки принадлежат N-концевой зоне MutL, остальная часть при покраске с identity threshold 95 гомологии не демонстрирует.

Рисунок 4 был вставлен на страницу, чтобы показать, какая большая доля выравнивания не показала никаких признаков гомологии (длина выравнивания - 714 колонок; длина исходного белка - 615 остатков).

Исходя из вышесказанного можно сделать вывод о том, что данные белки гомологичны в N-конецевой зоне, содержат там крупные консервативные участки. Большой разброс в C-концевой зоне может быть обьяснен наличием у данного белка протяженной аморфной зоны (линкер) между N и C-доменами. Строение линкера не несет высокой функциональной нагрузки, хотя обеспечивает большую подвижность белка, сильно затрудняя получение кристаллической структуры. В целом можно смело говорить о том, что белки системы репарации MutL имеют очень консервативное строение в самых разных организмах.