Поиск по сходству. BLAST.

Практикум 12

• Задание 1

  В данном задании я искал последовательности, сходные с моим белком ADX57967.1, с помощью алгоритма BLAST. Я искал последовательности в базах данных Swiss-Prot и Refseq. Я выбрал 9 последовательностей, которые в разной степени сходны с моим белком, построил множественное выравнивание и сравнил параметрв сходства. Они представлены в Таблице 1. На рисунке 1 - множественное выравнивание с блоками консервативных участков гомологии. Проект Jalview.
  
  

  ID	Название	Coverage, %	Identity, %	E-value	Гомологичность
  WP_082103023.1	MarR family transcriptional regulator	100	78,92	1,03E-89	Да
  WP_059657827.1	MarR family transcriptional regulator	85	68,31	2,79E-63	Да
  WP_048934863.1	MarR family transcriptional regulator	81	60,29	6,54E-49	Да
  WP_057097023.1	MarR family transcriptional regulator	81	44,44	8,07E-38	Да
  WP_075910851.1	MarR family transcriptional regulator	75	45,24	1,97E-35	Да
  WP_055501547.1	MarR family transcriptional regulator	74	39,02	2,08E-19	Да
  P67748.1	HTH-type transcriptional regulator Mb2911	66	34,55	3,06E-13	Да
  P42195.2	HTH-type transcriptional regulator PecS	80	26,85	0,006	Нет
  A1RWC8.1	Riboflavin kinase	30	29,41	1,7	Нет

  Таблица 1. Параметры выравнивания моего белка с указанными находками.
  
  В выравнивании я отметил три блока, в первые два из них я внес все последовательности, кроме двух последних. В третий блок я решил внести все последовательности. Превые 6 последовательностей являюся гомологами моего белка, так как входят во все блоки c моим белком, имеют значительные параметры идентичности и "покрытия" последовательности, происходят из родственных организмов, и, видимо, имеют одинаковую функцию. Седьмая последовательность хоть и имеет более низкий процент идентичности, все-таки может быть гомологична моему белку.
  Последовательность P42195.2 я решил не относить к гомологичным с ADX57967.1, хотя она и входит в один выделенный мной блок. У этой последовательности нет абсолютной консервативности в позициях 57, 63, 72 выравнивания в первом блоке, в позициях 87, 88, 95, 96, 101 второго блока, поэтому я не посчитал возможным включить ее в эти блоки. Также, низкий процент идентичности не говорит о гомологии между последовательностями, а схожее название может быть следствием неправильного определения функции: этот белок не был физически обнаружен, а лишь предсказан. Напротив нескольких его участков в остальных последовательностях стоят индели.
  Последняя последовательность, кодирующая рибофлавинкиназу, ввиду малой идентичности, малого вхождения в выравнивание, и иной функции не является гомологом моего белка, а совпадение по последнему блоку не обязательно следствие их полной гомологии.
  
  
  
  Рис.1 Множественное выравнивание моего белка с находками.
  
  

• Задание 2

  Для изучения гомологичных доменов в разных белках я выбрал домен ZZ, цинковый палец. Этот домен имеет мотивы Cys-X2-Cys и His-X-His, связывающие ионы цинка. Он, как предполагается, отвечает за белок-белковые взатмодействия. Я выбрал последовательности H0ZU45_TAEGU (103 а.к.о.) и T0RV22_9STRA (473 а.к.о.) с неустановленными функциями, запустил BLAST align two sequence с парметрами Word size = 2 и E-value = 1,0E-5. Полученная карта сходства представлена на рисунке 2. По найденным участкам сходства я построил выравнивание, представлено на рисунке 2.
  
  
  
  Рис.2 Карта локального сходства.
  
  
  
  Рис.3 Выравнивание участков сходства.
  
  Из карты сходства видно, что в последовательности H0ZU45_TAEGU присутствует участок, трижды встречающийся во второй последовательности. В выравнивании он очень хорошо заметен, только в этих позициях есть абсолютно консервативные позиции. Видны два мотива Cys-X2-Cys. На карте сходства я отграничил эти участки; другие части схожих участков, видимо, менее консервативны, но, судя по находкам могут являться частью домена. В них также я выделил делецию в первой последовательности зеленым и во второй крысным.
  На самом деле, во второй последовательности присутствует 4 цинк-связывающих домена, но на карте сходства четвертый можно найти только с E-value = 1,0E-4 и больше. Этот участок имеет схожую длину и идентичное положение цистеинов. Таким образом, не всегда можно найти одинаковае домены, устанавливая маленькое E-value. И, если мои предположения верны, можно еще сильнее сократить вероятную область консервативности, опираясь на четвертую находку, ограниченную цистеиновыми мотивами.
  
  
  
  Рис.4 Выравнивание участков сходства с меньшим E-value.