Практикум 4.

Паралоги и визуализация.

• Задание 1. Blastp.

  Чтобы найти в выбранных бактериях (см. Практикум 1) гомологов белка CLPX_ECOLI, я сначала создал для них локальную базу данных из файлов с полными геномами, а затем провел blastp по этой БД и отобрал находки с E-value < 0.001. Для находок я получил белковые последовательности, которые выровнял в программе MEGA с помощью алгоритма muscle.

  makeblastdb -dbtype prot -in all.fasta
  blastp -evalue 0.001 -query P0A6H1.fasta  -db all.fasta -out blast.txt
  

  Выдача бласт, белковые последовательности, выравнивание.

                                                                        Score     E
  Sequences producing significant alignments:                          (Bits)  Value
  
    sp|Q2RL30|CLPX_MOOTA ATP-dependent Clp protease ATP-binding sub...   533    0.0   
    sp|A5I6W0|CLPX_CLOBH ATP-dependent Clp protease ATP-binding sub...   530    0.0   
    sp|Q81LB9|CLPX_BACAN ATP-dependent Clp protease ATP-binding sub...   513    2e-180
    sp|Q5HNM9|CLPX_STAEQ ATP-dependent Clp protease ATP-binding sub...   499    4e-175
    sp|Q833M7|CLPX_ENTFA ATP-dependent Clp protease ATP-binding sub...   498    2e-174
    sp|Q9CGE6|CLPX_LACLA ATP-dependent Clp protease ATP-binding sub...   490    1e-171
    sp|P63791|CLPX_STRPN ATP-dependent Clp protease ATP-binding sub...   486    5e-170
    tr|Q5FKR6|Q5FKR6_LACAC ATP-dependent Clp protease ATP-binding s...   484    3e-169
    sp|Q834K4|HSLU_ENTFA ATP-dependent protease ATPase subunit HslU...   103    4e-24 
    sp|Q5FKD8|HSLU_LACAC ATP-dependent protease ATPase subunit HslU...   101    1e-23 
    tr|Q2RJP5|Q2RJP5_MOOTA ATP-dependent protease ATPase subunit Hs...   100    4e-23 
    sp|Q81WK6|HSLU_BACAN ATP-dependent protease ATPase subunit HslU...  98.2    2e-22 
    sp|Q5HPT8|HSLU_STAEQ ATP-dependent protease ATPase subunit HslU...  93.6    8e-21 
    tr|A5I766|A5I766_CLOBH ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH ...  52.0    3e-07 
    tr|Q2RLR4|Q2RLR4_MOOTA AAA domain-containing protein OS=Moorell...  50.1    6e-07 
    tr|A0A0H2USJ7|A0A0H2USJ7_STRPN ATP-dependent Clp protease, ATP-...  50.4    7e-07 
    tr|Q5FHW6|Q5FHW6_LACAC UVR domain-containing protein OS=Lactoba...  48.9    2e-06 
    tr|Q2RLP6|Q2RLP6_MOOTA AAA domain-containing protein OS=Moorell...  48.5    2e-06 
    tr|A5I7Q0|A5I7Q0_CLOBH ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH ...  46.2    1e-05 
    sp|O69076|FTSH_STRPN ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH OS...  46.2    2e-05 
    tr|A0A347ZXP1|A0A347ZXP1_BACAN ATP-dependent zinc metalloprotea...  43.1    1e-04 
    tr|Q2RM95|Q2RM95_MOOTA ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH ...  43.1    2e-04 
    tr|A0A1Q4LW06|A0A1Q4LW06_BACAN AAA domain-containing protein OS...  42.4    2e-04 
    sp|P46469|FTSH_LACLA ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH OS...  42.7    2e-04 
    tr|Q5FMA3|Q5FMA3_LACAC ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH ...  42.4    2e-04 
    sp|Q5HPD3|Y979_STAEQ Uncharacterized protein SERP0979 OS=Staphy...  41.6    3e-04 
    tr|A5I501|A5I501_CLOBH AAA domain-containing protein OS=Clostri...  41.6    3e-04 
    tr|Q839B1|Q839B1_ENTFA ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH ...  41.6    4e-04 
    tr|A5HYU4|A5HYU4_CLOBH ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH ...  41.2    5e-04 
    tr|Q5HRP3|Q5HRP3_STAEQ ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH ...  41.2    6e-04 
    sp|Q9CI09|CLPE_LACLA ATP-dependent Clp protease ATP-binding sub...  40.8    7e-04 
    tr|Q2RJJ8|Q2RJJ8_MOOTA AAA domain-containing protein OS=Moorell...  40.4    0.001 
  

• Задание 2. Визуализация.

  Дерево построено в программе MEGA алгоритмом Neighbor-Joining c бутстреп поддержкой. Дерево в Newick-формате.
  
  Три пары ортологов: CLPX MOOTA и CLPX CLOBH, HSLU ENTFA и HSLU LACAC, A5I7Q0 CLOBH и Q2RM95 MOOTA.
  Три пары паралогов: A5I7Q0 CLOBH и A5I766 CLOBH, Q2RLR4 MOOTA и Q2RLP6 MOOTA, CLPX_BACAN и HSLU_BACAN.
  
  Дерево с выделенными ортологичными группами на Рисунке 1. Дерево со схлопнутыми группами на Рисунке 2. Для некоторого количества последовательностей мне не удалось подобрать ортологичную группу, но белки FTSH (зеленый цвет на схеме - АТФ - зависимая металлопептидаза ), CLPX (красный цвет на схеме - АТФ - связывающая субъединица протеазы Clp), HSLU (желтый цвет на схеме - АТФазаная субъединица протеазы бактерий) объединяются в таковые. Группа HSLU построена только для 5 бактерий из 8, но внутри нее реконструированная филогения белков соответствует филогении бактерий. Для двух других групп такого не наблюдается, есть небольшие отличия.

  

  Рисунок 1. Дерево целиком.

  

  Рисунок 2. Схлопнутое дерево.