Глобальное и локальное варавнивание аминокислотных последовательностей

Работа с программами Needle, Water, Matcher (пакет EMBOSS)



Матрица переходов

Матрица глобального выравнивания:

Последовательность 1: KARLP

Последовательность 2:ARL

Параметры для построения матрицы: вес совпадения = 2, вес замены = -1, штраф за делецию = -2

матрица глобального выравнивания


  • вес оптимального пути =2 (отмечено жёлтым) 

    • 1 KARLP 5
       |||
    1 -ARL- 3

    Матрица локального выравнивания:


    Последовательность 1:LSIFKPAPH

    Последовательность 2:SIAPH

    матрица локального выравнивания


  • вес оптимального пути =6 (отмечено жёлтым)

  • вес субоптимального пути =4 (отмечено зелёным) 

    • 2 SI 3
      ::
    1 SI 2
    		 
    7 APH 9
      :::
    3 APH 5

    Поиск участков локальной гомологии

    Последовательность для локаольного выравнивания №1(Транспортёр Глицеро-3-Фосфата из Ecoli)

    MLSIFKPAPHKARLPAAEIDPTYRRLRWQIFLGIFFGYAAYYLVRKNFALAMPYLVEQGF SRGDLGFALSGISIAYGFSKFIMGSVSDRSNPRVFLPAGLILAAAVMLFMGFVPWATSSI AVMFVLLFLCGWFQGMGWPPCGRTMVHWWSQKERGGIVSVWNCAHNVGGGIPPLLFLLGM AWFNDWHAALYMPAFCAILVALFAFAMMRDTPQSCGLPPIEEYKNDYPDDYNEKAEQELT AKQIFMQYVLPNKLLWYIAIANVFVYLLRYGILDWSPTYLKEVKHFALDKSSWAYFLYEY AGIPGTLLCGWMSDKVFRGNRGATGVFFMTLVTIATIVYWMNPAGNPTVDMICMIVIGFL IYGPVMLIGLHALELAPKKAAGTAAGFTGLFGYLGGSVAASAIVGYTVDFFGWDGGFMVM IGGSILAVILLIVVMIGEKRRHEQ LLQERNGG

    Последовательность для локаольного выравнивания №2 (составлена из фрагментов первой последовательности)

    KPAPHKARLPMIGEKRRHEQ

    Координаты участков:

    6-15 (KPAPHKARLP)- в начале
    435-444 ( MIGEKRRHEQ) - в конце.

    Локальное выравнивание последовательностей 1 и 2: 

    6  KPAPHKARLP 15
       ::::::::::
    1  KPAPHKARLP 10 
    435 MIGEKRRHEQ 444
        ::::::::::
     11 MIGEKRRHEQ 20

    Влияние параметров на глобальное выравнивание

  • Матрица выравнивания BLOSUM80, штраф за открытие делеции -1, штраф за её продолжение -1. Вес выравнивания: 118 .

  • Матрица выравнивания BLOSUM62, штраф за открытие делеции -10, штраф за её продолжение -1. Вес выравнивания: 48.

    • BLOSUM80BLOSUM62
    6 KPAPHKARLPAAEI-DPTYRRLRW-Q 31
      |||||||||| . | :   :| |. |
    1 KPAPHKARLP-M-IGE---KR-RHEQ 20
    		 
    6 KPAPHKARLPAAEIDPTYRR 25
      ||||||||||.......:.:
    1 KPAPHKARLPAAEIDPTYRR 20

    Таким образом, выравнивание В80 содержит много gap'ов(делеций), но одновременно имеет куда более высокий вес выравнивания - 118, что означает большее число аминокислотных совпадений, нежели чем в В62.Высокий штраф за открытие делеции (-10) определяет их полное отсутствии в В60,так как её открытие не окупает присутствие совпадений.Для сравнения:если взять ту же матрицу BLOSUM62,но с "ценой" делеции = 1, то цена выравнивания возрастает до 68.Однако это всё равно ниже 118, поскольку матрица BLOSUM80 обеспечивает большую степень идентичности, нежели матрица со значением 62.