Практикум 10. Поиск гомологов (BLAST)

1. Гомологи RAB10_HUMAN в Swiss-Prot

В качестве запроса я взяла белок RAB10_HUMAN (AC: P61026) — Ras-related protein Rab-10.

Параметры поиска (blastp против UniProtKB/Swiss-Prot через EBI NCBI BLAST, аналогично Protein BLAST на NCBI):

1. Query: RAB10_HUMAN (P61026)
2. Program / Algorithm: blastp (protein-protein BLAST)
3. Database: UniProtKB/Swiss-Prot (uniprotkb_swissprot)
4. Max target sequences / scores & alignments: 100
5. Expect threshold (E-value): 0.1
6. Word size: 3
7. Matrix: BLOSUM62
8. Gap costs: Existence 11, Extension 1
9. Filter (low complexity): off
10. Compositional adjustments: Conditional compositional score matrix adjustment
11. Organism filter: не использовала

Текстовая выдача BLAST: rab10_blast_swissprot_table.txt.

Всего уникальных находок: 100. Я отобрала 6 гомологов (помимо самого RAB10_HUMAN): RAB10_PONAB, RAB10_MOUSE, RAB10_CANLF, RAB10_CHICK, RAB10_RAT, RAB10_DIPOM. Это ортологи Rab-10 у разных организмов с идентичностью 93–100% и E-value порядка 10⁻¹³⁴–10⁻¹⁴⁸. FASTA отобранных последовательностей вместе с запросом: rab10_homologs.fasta.

Множественное выравнивание (проект Jalview) демонстрирует высокую гомологичность выбранных белков: удалять последовательности не пришлось — все отобранные белки явно гомологичны RAB10_HUMAN (очень низкие E-value, высокая идентичность по всей длине, совпадающее имя семейства Rab-10).

2. Гомологи зрелого вирусного белка из полипротеина

Я выбрала аннотированный (Reviewed) полипротеин POLG_HCV1 (AC: P26664) вируса Hepatitis C virus genotype 1a (isolate 1) (поле OS).

В поле FT среди ключей CHAIN я выбрала зрелый белок «Core protein precursor», координаты в полипротеине: 2–191.

Последовательность зрелого белка: viral_mature.fasta.

Далее я повторила поиск blastp по Swiss-Prot без фильтра по организмам (те же базовые параметры алгоритма, Expect threshold = 10). Текстовая выдача BLAST: viral_mature_blast_swissprot_table.txt.

Находок: 57. Я отобрала 6 лучших (полипротеины/гомологи HCV с E-value до ~10⁻¹²¹ и идентичностью ≥95% в области кора): POLG_HCVJ2, POLG_HCVHK, POLG_HCVH4, POLG_HCV1, POLG_HCV77, POLG_HCVGL.

Множественное выравнивание (проект Jalview) построено по отобранным находкам и обрезано по границам зрелого кора (удалены колонки левее первой и правее последней буквы запроса). Оставленные белки гомологичны запросу: это близкие полипротеины HCV с высокой идентичностью в области кора. Удалять целые последовательности не потребовалось.

3. Зависимость E-value от объёма банка

Я повторила поиск зрелого кора с теми же параметрами blastp по Swiss-Prot, но с фильтром по организмам Viruses (taxid 10239). Текстовая выдача BLAST: viral_mature_blast_viruses_table.txt.

Список находок изменился: без фильтра — 57 уникальных hit’ов, с фильтром Viruses — 48. Часть невирусных (или иначе представленных) записей исчезла; набор лучших HCV-полипротеинов в целом сохранился.

Для находки POLG_HCVIN E-value изменилось: без фильтра 1.2×10⁻¹¹⁸, с фильтром Viruses 4.4×10⁻¹²⁰. Отношение E_Viruses / E_all ≈ 0.0367. Поскольку E-value пропорционален эффективному размеру банка, долю вирусных белков в Swiss-Prot можно оценить примерно как ≈ 3.7%.