Множественное выравнивание — это выравнивание трёх и более последовательностей. Применяется для нахождения консервативных участков в наборе гомологичных последовательностей. В большинстве случаев построение множественного выравнивания — необходимый этап реконструкции филогенетических деревьев. Нахождение оптимального множественного выравнивания методом динамического программирования имеет слишком большую временную сложность, поэтому множественные выравнивания строятся на базе различных эвристик. Наиболее известные программы, осуществляющие множественное выравнивание — Clustal (http://www2.ebi.ac.uk/clustalw/), T-COFFEE (англ.) (http://tcoffee.vital-it.ch/cgi-bin/Tcoffee/tcoffee_cgi/index.cgi), MUSCLE (англ.) (http://www.drive5.com/muscle/) и MAFFT (англ.) (http://mafft.cbrc.jp/alignment/software/). Имеются также программы для просмотра и редактирования множественных выравниваний, например Jalview (англ.) или русскоязычный UGENE [1].
Файл проекта Jalview с 3 выравниваниями
Файл выравнивания FASTA программой Muscle, окрашено BLOSUM62 с консервативностью 30%
Содержание
Лишняя последовательность, очевидно, имеет идентификатор B9M2Z1_GEODF - во-первых, в положении 78 здесь находится фенилаланин, в то время как у других белков - лейцин (кроме того, глутамат - полярная аминокислота в ряду неполярных близ положения 68 - подобные замены обычно, если и встречаются, приводят к изменению функции белка); во-вторых, при удалении данной последовательности, число колонок с консервативными последовательностями значительно возрастаетПоскольку данные белки выделены из разных организмов (бактерии и высшие эукариоты), то крупные инсерции в выравнивании гомологичных белков в таком свете не представляются необычными.
*Здесь удалены N- и C-концевые участки со значительными различиями, влияющими на результат выравнивания
Кроме того, командной строке Linux с помощью программы infoseq пакета EMBOSS можно вывести данные, о том как называются данные белки и какие функции выполняют (и таким образом, отметить, что не является гомологом):
Для начала закрасим BLOSUM62, позволяющей оценить степень консервативности остатков в определенных позициях (чем бледнее цвет, тем менее консерватиный участок).
Выравнивание без лишней последовательности, MSF
Выравнивание без лишней последовательности, FASTA
Затем закрасим ClustalX, которая лишь покажет консервативные блоки разными цветами, при этом отмечая замену иным цветом внутри блока
[1] - Wikipedia Sequence alignment// URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Sequence_alignment