Практикум №11

Гомология и выравнивание

1.Поиск семейства доменов

Я решил выбрать семейство доменов случайным образом. Перейдя в раздел семейств, начинающихся с буквы ''E'', я нашёл семейство Ead_Ea22. Оно удовлетворяло всем критериям, которые были обозначены в задании.

2. Описание семейства доменов

a) Семейство, выбранное мной, называется Ead/Ea22-подобные белки (Ead/Ea22-like protein).

ID: PF13935.

Это семейство содержит фаговые белки и бактериальный белки, которые, скорее всего, являются встроенными фаговыми белками.

b) Размеры выборок:

Общий размер выборки (Full): 154

Число последовательностей в выравнивании (Seed): 29

c) Семейство содержит 5 доменных архитектур.

d) Я выбрал две наиболее представленные доменные архитектуры:

1) V5URV9_9CAUD, содержит 127 белков.

2) Q9XJM6_BP933, содержит 21 белок.

e) Ни для одного белка из данного семейства не известна трёхмерная структура.

f) Белки данного семейства встречаются в двух доменах жизни: в Viruses (117 белков) и в Bacteria (34 белков).

g) Дата создания HMM профиля выравнивания - 12.10.21 (Tue Oct 12 08:27:12 2021).

Число позиций - 139.

3. Построение карты локального сходства

Я построил карту локального сходства белков с разной доменной архитектурой (V5URV9_9CAUD и Q9XJM6_BP933 - наиболее представленные доменные архитектуры, которые я и выбрал).

Видно, что произошёл ряд делеций/вставок, самая крупная из которых в 10 аминокислотных остатков.

4. Выделение двух подгрупп доменов Pfam на основании сходства

Я скачал файл всех выровненных последовательностей из выбранного семейства (full, всего их 154) в формате FASTA и в Jalview удалил с помощью Remove Redundancy удалил последовательности с порогом идентичности в 97%, после чего количество последовательностий сократилось до 67. Я был уверен, что искомые мной подгруппы найдутся, поэтому ''без сожаления'' удалил такое большое количество последовательностей.

Я построил филогенетическое древо и на его основании определил две крупные и более или менее одинаковые по представленности подгруппы. Первая - жёлтого цвета (в проекте Jalview), вторая - зелёного.

Таблица 1. Различия в двух подгруппах домена

Положение	Различие
73	Во второй подгруппе гораздо больше пролина
75	Аналогично положению 73.
226	В первой подгруппе гораздо больше глутамина.
232	Во второй подгруппе гораздо больше гидрофобных аминокислот.
255	В первой подгруппе очень много изолейцина. Во второй подгруппе тоже много гидрофобных аминокислот, но помимо изолейцина есть заметное количество лейцина, фенилаланина.
259	В первой подгруппе исключительно гидрофобные аминокислоты (преимущественно валин). Во второй подгруппе разнообразные гидрофобные аминокислоты, но есть несколько последовательностей с тирозином.
260	В первой подгруппе гораздо больше глицина
346-397	Этот участок практически полностью отсутствует во второй подгруппе (крупная делеция).
398-430	Этот участок практически полностью отсутствует в первой подгруппе (крупная делеция).

5. Таблица со всеми белками из UniProt с доменом семейства Pfam

Белки семейства я искал с помощью Advanced Research. В качестве последней колонки выбрал Taxonomic lineage (SUPERKINGDOM), поскольку уже на уровне доменов жизни есть различия (Viruses и Bacteria).

Ссылка на таблицу в Excel: Pfam_table.xlsx